洋垃圾工作站 惠普 HP Z420 Z620 装机经验记录,你想知道的都在这里

洋垃圾工作站 惠普 HP Z420 Z620 装机经验记录,你想知道的都在这里

两周前在闲鱼上花1800元捡到台Z420单路工作站,自己拿到手后又各种升级和查询资料,折腾了两周总算暂时满意了。查了下知乎上关于自组此洋垃圾工作站做深度学习的回答还很多(例如:王杰克:如何配置一台适用于深度学习的工作站?),因此写一些经验和教训,也为自己的折腾留个记录做日后查找。

下文中将首先介绍目前这台工作站的整体配置情况,之后介绍具体每个部件支持的经验,同时尽量给出参考网址。该经验也适用于采用相同BIOS的双路Z620工作站,并且部分适用于同系列的双路Z820工作站(具体有说明)。

首先是最重要的两本官方手册:

① HP Z220 SFF、Z220 CMT、Z420、Z620 和 Z820 工作站系列 使用手册(User Guide)

这个是官方的基础使用设置,虽然大部分内容你肯定了解,还是建议下载下来翻看一下:

中文版链接:h10032.www1.hp.com/ctg/Manual/c04367073

英文版链接:h10032.www1.hp.com/ctg/Manual/c04366460

② HP Z220 SFF, Z220 CMT, Z420, Z620, and Z820 Workstations Maintenance and Service Guide

这个官方似乎只有英文版,但是内容非常重要,一定要下载。

链接:h10032.www1.hp.com/ctg/

(当然文档里说的会略保守,比如文档里说Z420最多支持8*8G=64G的普通内存/纯ECC内存;实际上Z420是可以正常使用8*16G=128G DDR3 ECC REG内存的)

此外还有一大堆各个部件自己的官方手册。可以在HP官方提供的“Performance Advisor”软件中下载到。PS:这个软件非常重要,一定要装;很多数据(比如风扇转速、BIOS设置之类)只有这个软件能看到。


0. 整体配置情况

目前这台工作站的配置如下:

我的Z420的配置方框图,HP Performance Advisor 软件提供

CPU:原配为E5-1650 V1(6核12线程,主频3.2GHz/睿频3.8GHz),升级为E5-2687W V1(8核16线程,主频3.1GHz/睿频3.8GHz),增加成本约100元(你没看错,下详)

内存:原配为镁光DDR3 1600 纯ECC 16G(2*8G),升级为镁光DDR3 1866 ECC REG 48G (4*4G + 4*8G),增加成本约500元

硬盘:原配为镁光 C400 256G SATA3 SSD,自己增加了一堆硬盘。19年4月已更换为三星PM963 960G NVME SSD,参见:Roison An:大船神器SSD 三星PM963在HP Z420上的安装和使用,及老机使用NMVE SSD方法汇总指南

显卡:原配为NVIDIA Quadro K600 1G,因支持4K显示器太吃力升级为技嘉GTX960 4G,增加成本约400元;此外另行花400元购买了一张映众的P106(GTX1060矿卡版)专门用来做CUDA计算啥的。19年3月已把GTX960再次更换为RTX2070乞丐版,使用正常

除此之外增加了一些原机没有的配件,包括原装一体化水冷(150元)、机箱前置风扇(50元)、串口档板等等,具体原因和方案等见下文。


  1. CPU支持情况

1.1 主板版本区别

Z420/Z620实际上有过两个版本的主板,惠普官方并没有作特别区分,但是差异还是很大的。最大的差异是,V1版主板(即启动块日期为2011年)仅支持E5 V1(SNB-E)系列CPU,V2版主板(即启动块日期为2013年)同时支持E5 V1系列(SNB-E)和E5 V2系列(IVB-E)CPU。

To check the boot block date look in the BIOS in the System Information tab。

查询自己的启动块日期,请进入BIOS,查看System Information tab中的boot block。

Intel官网E5 V1版CPU规格表:

英特尔® 至强® 处理器 E5 家族 产品规格

Intel官网E5 V2版CPU规格表:

英特尔® 至强® 处理器 E5 v2 家族 产品规格

其中,16xx仅能组单路(主板仅可使用一块CPU,Z420、Z620支持),26xx可组双路(同时安装使用两块CPU,Z620、Z820支持)。可以看到,V1版(SNB-E)的CPU最高核心为8核,官方最高睿频为3.9GHz。V2版的CPU最高支持12核,最高睿频为4.0G。

至于V1版和V2版CPU整个系列的区别,目前我知道的有:①支持内存型号差异②超频差异③显卡PCI-E 3.0支持差异(见下文)。此外,V2版普遍比V1版贵一些,但相比于现在涨价后的主流CPU,还是处于可接受区间内(除了个别CPU外)。此外同代的I7-EE(比如3960X、4960X)应该也是支持的,但是性价比远不如同马甲的E5,也用不了便宜的ECC REG内存,不推荐尝试。

我自己这块主板是V2版,所以两个系列的CPU都支持。但是鉴于目前E5 V1处于价格非常便宜的状态,所以我仍然更换为E5-2687W V1,目前这款CPU的正式版淘宝仅售700元左右(半年前还要1300),但功耗较大要上水冷。

8核16线程的E5-2687W V1,仅售700元左右

具体可参考:HP z420 Cpu options

以及:HP Z420 CPU Supports

1.2 散热

Z420、Z620和Z820均提供CPU原装风冷散热器,同时Z420和Z820可选配原装一体化水冷散热器。至于为何Z620没有官方水冷,是由于Z620的第二块CPU是使用可选的扩展板实现的,如果同时使用两块CPU的话空间不够。如果Z620仅使用单块CPU的话,是可用Z420的水冷的。

一个特别的情况是,在使用风冷的情况下,如果你的CPU为150W TDP的E5-2687W(比如我),开机时BIOS会提示要求上水冷;如果你上了水冷(或大功率显卡),开机时BIOS会提示要求安装机箱前置风扇(前置风扇是选配件;这些提示都可以按F1忽略)。水冷和前置风扇都可以用不贵的价格在大淘宝买到(社会主义优越性的体现),我自己的使用体验是官方的一体化水冷完全能压住E5-2687W(AIDA64单拷FPU,CPU保持全核睿频不降频)。不过毕竟是二手货,我在用的这个水冷会有类似硬盘读取声的气泡噪音,不过满载时这种噪音基本不变,声音远小于风冷。希望以后别漏了。。

Z420官方的一体化水冷

不建议购买非官方的散热器(除非自己布线组水冷),主板的风扇接口不通用(惠普是5针接口,一般为4针),风道也不一定合适。

1.3 超频

Z420/Z620出于稳定考虑,当CPU为E5-16XX V1、E5-26XX V1、E5-26XX V2时,系统都是不支持超频的。然而,当你使用E5-16XX V2系列的个别CPU时(具体为E5-1650 V2、E5-1660 V2、E5-1680 V2),可以直接使用XTU超频。其中,E5-1680 V2是唯一一款8核16线程可超频的CPU,体质据说还很不错,全核4.3G很轻松;这款U本来存世量就少,所以淘宝上被炒到天价。

高达2400元的E5-1680V2;作为对比,旁边同样能超的E5-1650V2的价格仅为785元

当然,如果你使用的不是惠普工作站主板,而是华硕、微星(以及某些寨板品牌)的X79主板,所有CPU都是可以正常超频的,并且E5-16xx v1 v2系列据说都是未锁倍频的。

具体可参考:z420/z620 overcklock


2. 主板BIOS版本问题

像其他所有的主板一样,今年惠普官方也更新了很多版本的BIOS以应对Intel被爆出的熔断漏洞,但是新版的BIOS(3.92版及之后,最新是3.94版)会造成性能大幅下降。如果没有安全要求的话,可以更新在2017年出的3.91版即可。

注意这里的BIOS版本和BIOS启动块版本是两回事,后者是不能更新的;也就是说V1版主板就算刷了最新的BIOS,也还是不支持V2版的CPU。一定要让V1版主板支持V2版CPU,据说需要用编程器擦写EEPROM芯片,不建议尝试。


3. 内存支持情况

3.1 内存型号支持

V1版最高支持四通道1600 DDR3内存,而V2版CPU最高支持四通道1866 DDR3内存(注意实现四通道内存需要安装4的倍数条内存,四通道的1866 DDR3内存的存取速度要快于现在的双通道2600 DDR4内存)。如果把1866的内存用在V1 CPU上(比如我自己),内存会降频成1600正常使用。

至于具体内存类型,Z420可以支持普通的DDR3内存、纯ECC内存、ECC REG内存(虽然官方的Z420规格表上没提但是可以支持,我就在用),注意不同类型的内存不能混用。普通DDR3内存自不用说,纯ECC内存因为多了ECC功能要略贵一些(可用于普通主板)。值得注意的是ECC REG内存,这种内存因为只能用在E5 CPU上,并且是洋垃圾的缘故淘宝上非常便宜,8G单条100多元,16G单条200多元(约等于同频率普通内存一半的价格,据说这还是涨价之后的),支持的容量也很大,稳定性还比普通内存好很多。

16G单条内存的价格,是不是很便宜啊(高频的会贵一些)

3.2 内存容量支持

普通DDR3内存和纯ECC内存最大支持到单条8G(Z420即8*8G=64G),ECC REG内存最大支持单条16G(Z420即8*16G=128G),是不是很爽。

验证使用128G内存的成功报告见:Z420 RAM upgrade compatibility and performance concerns


4. 硬盘支持情况

4.1 SATA端口

Z420主板原生提供10个SATA接口并原生支持RAID。其中2个AHCI SATA3、4个AHCI SATA2和4个SCU SATA2,BIOS中可以对某些接口设置使用ESATA。因此你要使用SSD的话建议接到前面两个SATA3端口上。PS:最后4个 SCU SATA2需要在Windows下安装RST企业版驱动才可以正常使用。

BIOS里有RAID+AHCI、AHCI的设置;我因为用不到RAID,并且为了其他系统的兼容性,仅设置为AHCI。

Z420主板上的10个SATA接口,注意AHCI和SCU的区别


4.2 NVME SSD PCIe端口

19年4月更新:请参考这篇文章:

Roison An:大船神器SSD 三星PM963在HP Z420上的安装和使用,及老机使用NMVE SSD方法汇总指南zhuanlan.zhihu.com图标

"NVME SSD"在绝大多数情况下指使用M.2接口,通过PCI-E通道,采用NVME协议的SSD;而至强E5 V1 V2系列都支持高达40条PCI-E通道,因此M.2 NVME SSD加个转接卡安装在PCI-E插槽中即可,仅仅是接口形式转换。

不过需要注意的是,X79这代主板原生并不支持NVME/PCI-E SSD硬盘启动。如果一定要从PCI-E SSD硬盘启动的话需要做一些设置,比如使用SATA/U盘做引导盘,也有玩家报道说自己把NVME驱动注入了Z420/Z620的BIOS中成功使用(存在争议,又有研究者说惠普的验证机制不允许用户自行修改)。具体可参见(NVME驱动注入BIOS方案见1-6页,USB方案见第6页):Simplified Installation of M.2 NVMe Drives on HP z420, z620, z820

以及:老主板免改刷BIOS/UEFI实现NVME SSD引导的方法(含UEFI)

当然最省事的办法就是直接购买带Option ROM的M.2 NVME/PCI-E SSD,BIOS会把这种SSD认作SCSI设备直接正常启动,使用完全正常。

我找了几个带Option ROM的M.2 NVME/PCI-E SSD在老机器上的使用举例:

①三星PM953P45上的NVMe

②三星PM963(我在用的方案)Roison An:大船神器SSD 三星PM963在HP Z420上的安装和使用,及老机使用NMVE SSD方法汇总指南

③三星950 pro:[Official] Samsung 950 PRO Owners Club

④对岸网站说浦科特的M8PE、M8SE也可以,官方还宣传过:mobile01.com/topicdetai

⑤金士顿HyperX Predator PCIe SSDtomshardware.co.uk/king

PS:这款型号非常特殊,是AHCI协议的M.2/PCI-E接口SSD,属于新旧杂交的产物,现在算是非常罕见了(Thinkpad X1C 2015就使用这类特殊的M.2 PCI-E AHCI SSD,型号为SM951 AHCI版),而现在99%的走PCI-E通道的M.2 SSD均为NVME协议。有兴趣研究可见tomshardware.com/answer

X79使用举例:forum-en.msi.com/index.

此外intel 750据说在UEFI模式下也是可以正常启动的,这款是台式机专用的。三星SM951-AHCI配合HP的专用转接卡也是可以的。

注意请严格按照以上型号购买(大部分应该也都停产了)。可能是市场太小,新版的后续型号(比如960 pro、m9pe/m9se等)已经取消了option rom的支持-_-


4.3 光驱位硬盘架

Z420本身有3个3.5寸硬盘位和3个5.25寸光驱位。如果硬盘位不够或需要装SSD的话,可以购买一些转换套件在光驱位装硬盘。Z420的5.25寸光驱位很标准,HP自己有官方的5.25转两个2.5、5.25转3.5、3.5转2.5套件出售,淘宝上那些几块钱的通用套件也都是可以使用的。

5.25转双2.5的套件(还为电脑增加了提手方便搬运),660542-001


5. 显卡及电源支持情况

5.1 NVIDIA显卡的PCI-E 3.0支持问题

NVIDIA官方认为SNB-E(E5 V1系列)CPU对PCI-E 3.0支持不稳定,因此N卡检测到使用E5 V1 CPU时,默认仅会打开PCI-E 2.0;需要运行补丁程序才会强制打开PCI-E 3.0。

参见:Geforce Gen3 Support On X79 Platform

以及:devtalk.nvidia.com/defa

实际上哪怕不打补丁,PCI-E 2.0 x16 也是很难用满的。如果一定纠结这个问题的话,使用E5 V2系列(IVB-E)的CPU即可。PS:似乎NVME SSD不受这个问题限制,我在E5 V1 CPU下可以正常使用PCIe 3.0接口的三星PM963

5.2 显卡供电支持问题

Z420有400W和600W两个版本的电源,400W的电源不带显卡外接供电。如果安装需要外接供电的显卡,需要使用600W电源(显卡功率不大并且硬盘少的话也可以从硬盘供电接口转接过来)。

Z420的600W电源据说提供两个通道的6pin的显卡12V供电插头,我自己这台机器的铭牌上也写着两个(G1和G2),但我自己仅找到1个6pin的显卡12V供电插头。老外们的讨论里也提到了这个迷惑不解的问题,似乎是型号完全相同的惠普电源,有的是两个有的是一个,简直了:pin layout on the Z420 workstation system board

后来有人深挖了一下,原来惠普为了节约成本,从某个日期之后生产的Z420 600W电源缩减了一个供电插头,尼玛,这能节约几个钱啊。。

手上这块技嘉的GTX960居然需要两个6pin供电。最后我购买了一个单6pin转双8pin(6+2pin)的转接线解决了问题。

单6pin转双8pin(6+2pin)转接线,使用需确保供电电流足量

因为Z420 600W的电源铭牌上显示一个供电通道最大可输出12V*18A=216W,加上主板PCI-E原本提供的75W供电,因此理论上即使2080TI通过一个通道供电功率也是足够的(当然真是这种情况肯定考虑同时从其它供电通道取电),对120W TDP的GTX960绰绰有余。当然如果你的600W电源是本来就有两个显卡12V供电插头的话,那是最好的。

参见:New video card to Z420 (Base Model ) work station

PS:看到老外的讨论,感觉生活在我朝捡垃圾太幸福了。。他们连根6pin转双8pin的线都要从中国转运。。我自己京东晚上下单早上到,19元还算贵的。。

19年4月已将GTX960更换为RTX2070乞丐版,单8pin供电,换用单6pin转单8pin的转换接头,安装及使用完全正常。

5.3 多显卡支持

因为PCI-E通道足够多,只要供电问题OK,即使Z420装两个显卡都是可以满速并没有瓶颈的当然显卡要插在直通CPU的PCI-E X16上哦。(三个显卡理论上也是没问题的,第三张显卡插X8,只能单槽)。V1的CPU可能会遇到上面提出的PCI-E 3.0的兼容性问题,可以手动在BIOS里把对应插槽强制指定为Gen2

Z420上的PCI-E/PCI插槽,注意第2、5为x16,4为x8,这3个槽是直通CPU的,适合装显卡及NVME SSD等高速设备;剩下的是通南桥,适合装声卡网卡等低速设备。

有玩家就在Z620上同时装了GTX1080TI和P2000,接在同一个显示器上以应对不同专业需求(如图,参见SOLVED – Quadro P2000 + GTX 1080TI, CAD AND GAMING on a HP Z620 ! ! !)。

同时安装了GTX1080ti和Quadro P2000的Z620

最近P106矿卡(不带显示输出的GTX1060矿卡版,可以和核显配合使用)大火,我也买了一张映众的短卡,装在第二个PCI-E X16上(图上装P2000的位置)打算专门用来做cuda计算。因为我这个Z420电源只有一路6pin的显卡12V供电输出(已经给了GTX960),所以这张120W的P106外接供电使用Molex/大4pin转6pin从硬盘供电取电(我有一路硬盘供电全部接的2.5寸硬盘,所以没有用到12V; 应该够120W的TDP)。使用正常,当然下面那个位置空间有限所以平常温度会高不少。

Molex/大4pin转6pin线,一定要确保电源该路12V供电足够

PS:买这矿卡是要做CUDA计算,然而自己还是想用来玩游戏的。经实验,虽然可以成功打上了魔改驱动,让P106变身成了支持DirectX的GTX1060,不过似乎无法完全使用GTX960输出P106处理(个别特性可以),残念。

具体可以参见这篇文章:

Roison An:P106矿卡魔改驱动修改及安装详解(含修改INF文件安装最新驱动,双独立显卡使用等)zhuanlan.zhihu.com图标


6. 其他

6.1 串口模块

Z420可以扩展出一个原生串口,需要到淘宝上找专门的套件(套件有芯片,不通用普通挡板线)即可,我买的时候10元包邮。

Z420串口挡板线,383033-001


6.2 软件

再次强烈建议安装HP的Performance Advisor软件,只有使用该软件才可看到风扇转速之类的(可能是惠普自己的定义,所以其他软件都看不到)。白皮书中提供的文档也相当有用。


6.3 RAID

推荐的设置方法和硬件,详见《HP Z220 SFF, Z220 CMT, Z420, Z620, and Z820 Workstations Maintenance and Service Guide》中的“Configuring RAID devices”部分。

简单的说,Z420/Z620主板本身就内置Intel的RAID控制器,不过需要在Windows下安装RSTe驱动(Liunx发行版需要"include the isci kernel driver support for the RSTe technology"),否则看不到额外4个SCU控制器。如果不确定支持情况可以安装RAID卡。官方的RAID卡型号是LSI 9212-4i(支持RAID 0 1 10 1E) 或LSI 9260-8i(支持RAID 0 1 5 10),大淘宝上二手都在100元左右。

6.4 升级安装相关视频

有老外研究出了一系列的相关升级方案及视频,可以参考(当然有些视频有些说法是不准确的,比如NVME SSD问题;油管视频需要科学上网):

HP Z420 Gaming Computer and other Upgradeswww.greenpcgamers.com图标

HP Z420 Workstation Power Supply Upgrade and Replacement()

HP Z420 Gaming Computer (GTX 1080 and NVME.2 Install)

HP Z420 Processor Upgrade and Install (E5-2637 V2)

HP Z420 Workstation Memory/Ram Install

第一个暴力安装700W电源的操作

此外,这个视频有一个对HP Z420的大致介绍:

HP Z420 Workstation features overview and teardown



待续

编辑于 2019-04-13