Jak TrashBench zamienił ZimaCube 2 w gamingowy komputer z kartą RTX 5060

TrashBench zmienił ZimaCube 2 w działający komputer gamingowy, instalując system Windows, testując dwie dedykowane karty graficzne, montując kartę RTX 5060 na zewnątrz obudowy i umieszczając jej zasilacz w niewykorzystanych kieszeniach na dyski. Eksperyment przyniósł znaczny wzrost liczby klatek na sekundę, ale ujawnił też twarde ograniczenie: gdy karta graficzna stała się wystarczająco szybka, o wydajności decydował procesor NAS-a, a nie chłodzenie.

Dziękujemy TrashBench za zaprojektowanie, przetestowanie i udokumentowanie tej nietypowej konstrukcji. Obejrzyj oryginalny film, aby poznać pełny proces modyfikacji, nagrania z rozgrywki, wyniki testów wydajności i eksperyment z ekstremalnym chłodzeniem.

Informacja o współpracy: IceWhale dostarczyło używany w filmie egzemplarz ZimaCube 2 i rzuciło TrashBench wyzwanie, aby uruchomić na tym systemie gry. Przedstawione tutaj modyfikacje, wybór komponentów, metodologia testów wydajności i wnioski należą do twórcy. Ta konstrukcja wymaga niestandardowej instalacji sprzętu i powinna być traktowana jako eksperyment, a nie oficjalna konfiguracja gamingowa.

Rezultat: ZimaCube 2 może uruchamiać nowoczesne gry po dodaniu odpowiedniej karty graficznej, ale na cały system nadal wpływa równowaga między energooszczędnym procesorem, rozbudową PCIe, kartą graficzną, układem zasilania, chłodzeniem i rozmieszczeniem podzespołów.

Dlaczego warto zmieniać NAS w komputer gamingowy?

Osobisty NAS w chmurze i komputer gamingowy są projektowane z myślą o różnych priorytetach. NAS kładzie nacisk na pojemność pamięci masowej, dostęp przez sieć, ochronę danych, ciągłą pracę i rozsądne zużycie energii. Komputer gamingowy zwykle zapewnia więcej miejsca i zapasu mocy dla wydajnego procesora oraz karty graficznej.

TrashBench zaczyna od tej rozbieżności. Osobisty domowy NAS w chmurze ZimaCube 2 nigdy nie był przedstawiany jako komputer gamingowy, jednak jego architektura x86, łatwo dostępna obudowa i możliwość rozbudowy przez PCIe otwierają przestrzeń do eksperymentów niemożliwych w przypadku zamkniętego urządzenia.

Pytanie nie brzmi więc, czy NAS jest najbardziej ekonomicznym sposobem na zakup gamingowego komputera. Chodzi o to, czy otwarty sprzęt można zmusić do pełnienia zupełnie innej funkcji — i który komponent stanie się wtedy ograniczeniem.

Rozpoczęcie od systemu Windows i zintegrowanej grafiki

TrashBench najpierw zastępuje standardowe środowisko serwerowe systemem Windows. Zapewnia to znajomą platformę dla launcherów gier, sterowników, narzędzi do testów wydajności i karty graficznej, którą planuje dodać. Od razu pojawia się jednak komplikacja: firmware systemu zaprojektowano z myślą o serwerze, a nie o płynnym przełączaniu między grafiką zintegrowaną i dedykowaną.

Testowany model wykorzystuje układ Intel Core i5-1235U. Zgodnie ze specyfikacją procesora firmy Intel ten układ klasy mobilnej łączy dwa rdzenie wydajne z ośmioma rdzeniami energooszczędnymi i obsługuje PCIe Gen 4. Taka konstrukcja sprawdza się w kompaktowych zastosowaniach wielozadaniowych i serwerowych, ale jego zintegrowana grafika nie została zaprojektowana do obsługi wymagających współczesnych gier.

Wyniki bazowe wyraźnie pokazują różnicę. Na nagraniu Hitman 3 osiąga średnio około 18 kl./s w rozdzielczości 1080p przy niskich ustawieniach, Cyberpunk 2077 dochodzi do około 13 kl./s, a Shadow of the Tomb Raider wypada najlepiej — około 31 kl./s. Gry się uruchamiają, ale dwa z trzech wyników są znacznie poniżej komfortowego poziomu.

Pierwsze ulepszenie GPU: Radeon Pro WX5100

ZimaCube 2 ma pełnowymiarowe gniazdo PCIe, więc TrashBench najpierw testuje kompaktową kartę graficzną do stacji roboczych. Rozważa model Radeon Pro WX3200, który pozwoliłby zamknąć pokrywę, ale wybiera wydajniejszą kartę WX5100 i pozostawia obudowę otwartą.

Karta nie wymaga rozbudowanego zewnętrznego zasilania potrzebnego później, dzięki czemu stanowi użyteczny pierwszy test ścieżki rozbudowy. Uzyskanie sygnału obrazu jest mniej oczywiste. TrashBench odkrywa, że zintegrowany układ graficzny musi pozostać podłączony do monitora, zanim dedykowana karta zacznie wyświetlać obraz. BIOS nie oferuje wyboru podstawowego wyświetlacza, którego zwykle oczekuje się w płycie głównej do komputera gamingowego.

Po wykryciu karta WX5100 poprawia wydajność średnio o około 40%. Potwierdza to zasadność wykorzystania PCIe, ale starsza karta graficzna do stacji roboczych nadal nie jest wystarczająco wydajna, aby każda testowana gra działała komfortowo. Jej najważniejszy wkład ma charakter diagnostyczny: dedykowana karta graficzna pomaga, a szybszy model mógłby całkowicie odmienić wrażenia z użytkowania.

Montaż karty RTX 5060 poza obudową

Kolejny krok znacznie agresywniej usuwa wąskie gardło związane z grafiką. TrashBench podłącza kartę NVIDIA GeForce RTX 5060 przez przewód riser PCIe. Karta nie mieści się wewnątrz serwera NAS, więc musi znajdować się obok obudowy.

Zamiast pozostawiać kartę graficzną zwisającą na przewodzie, projektuje i drukuje ramę, która opiera ją o bok ZimaCube 2. Opaska zaciskowa unieruchamia całość, pozostając ukryta z typowych kątów widzenia. Rezultat jest nietypowy, ale chroni połączenie PCIe i utrzymuje kartę graficzną w powtarzalnym położeniu podczas testów.

RTX 5060 zapewnia zupełnie inny poziom możliwości graficznych. NVIDIA podaje, że desktopowa karta ma 3840 rdzeni CUDA i 8 GB pamięci GDDR7 w swoich specyfikacjach rodziny RTX 5060. Procesor NAS-u ma teraz do dyspozycji wystarczającą moc GPU, by eksperyment mógł przejść od pytania „Czy gra się uruchomi?” do pytania „Ile danych procesor może dostarczyć karcie?”

Ukrycie zasilacza GPU w zatokach na dyski

Riser PCIe nie rozwiązuje kwestii zasilania. W przeciwieństwie do karty roboczej zasilanej ze slotu RTX 5060 wymaga niezależnego połączenia z odpowiednim zasilaczem. Pozostawienie desktopowego zasilacza za NAS-em działałoby elektrycznie, ale zmieniłoby konstrukcję w luźny zbiór części.

TrashBench zauważa, że podczas tego eksperymentu z grami obszar na dyski pozostaje niewykorzystany. Wyjmuje koszyki na dyski i instaluje w przestrzeni zatok zasilacz SFX o mocy 750 W, a następnie prowadzi przedłużacz do zewnętrznej karty graficznej. Magnetyczny panel przedni ukrywa zasilacz i zachowuje charakterystyczny wygląd przedniej części ZimaCube 2.

To sprytne wykorzystanie modułowej obudowy, ale zmienia przeznaczenie urządzenia. Wypełnienie zatok na dyski zasilaczem odbiera pojemność, która zwykle definiuje system jako NAS. Każdy, kto rozważa podobny projekt, powinien również sprawdzić prześwit dla przewodów, przepływ powietrza, uziemienie, odciążenie przewodów oraz temperatury podzespołów, zamiast bezkrytycznie kopiować układ fizyczny.

O ile RTX 5060 przyspieszył działanie?

RTX 5060 zmienia wszystkie trzy wyniki testów. W Hitmanie 3 liczba klatek wzrasta z około 18 FPS na zintegrowanej grafice do 167 FPS, co oznacza poprawę o około 828%. W Cyberpunku 2077 wynik rośnie z około 13 FPS do 90 FPS, a w Shadow of the Tomb Raider zwiększa się z około 31 FPS do 124 FPS.

Są to wyniki uzyskane przez TrashBench na konkretnym sprzęcie, z konkretnymi sterownikami, ustawieniami i w określonych warunkach testowych; nie należy ich traktować jako gwarantowanej wydajności dla każdej konfiguracji ZimaCube 2. Ich wartość polega na pokazaniu skali pierwotnego ograniczenia GPU. Po usunięciu tego ograniczenia platforma może zapewnić płynną rozgrywkę, a w niektórych testach nawet bardzo wysoką liczbę klatek na sekundę.

Dlaczego szybszy układ GPU nie poprawiał już wydajności

TrashBench testuje również RTX 4080 Super, oczekując dalszej poprawy wyników dzięki karcie z wyższej półki. Zamiast tego system staje się tak ograniczony przez CPU, że znacznie wydajniejszy układ GPU osiąga wyniki podobne do RTX 5060 — a czasem nawet gorsze.

To najważniejsza lekcja płynąca z tej konfiguracji. Klatka w grze przechodzi przez wiele etapów. CPU zajmuje się symulacją, przygotowaniem wywołań rysowania, zadaniami w tle i inną logiką, zanim GPU wyrenderuje scenę. Gdy karta graficzna kończy pracę szybciej, niż procesor jest w stanie przygotować nowe zadania, dodatkowa moc GPU pozostaje niewykorzystana.

System osiągnął nawet pierwsze miejsce w porównywalnych wynikach twórcy filmu w 3DMark Time Spy dla procesora Core i5-1235U, wyprzedzając testy z kartami RTX 4080 i RTX 3090. Nie oznacza to, że procesor NAS jest szybszy od desktopowego procesora do gier. Oznacza to, że RTX 5060 już przekracza użyteczny próg wydajności graficznej dla tego konkretnego procesora i obciążenia.

Zamrożenie CPU spowolniło tę konfigurację

TrashBench mógł zakończyć testy po zidentyfikowaniu ograniczenia procesora. Zamiast tego zbudował ekstremalny układ chłodzenia niskotemperaturowego, aby sprawdzić, czy chłodniejszy krzem może dłużej utrzymywać wyższe częstotliwości taktowania.

To użyteczny wynik negatywny: zamrożenie procesora pogarsza wydajność. Przed modyfikacją CPU nie ograniczało termicznie swojej częstotliwości, firmware nie oferował przydatnych opcji strojenia, a zmiany na poziomie oprogramowania nie odblokowały dodatkowej wydajności. Niższa temperatura nie mogła usunąć ograniczeń architektury, zarządzania energią ani platformy.

Pozwala to oddzielić problemy z chłodzeniem od ograniczeń procesora. Chłodzenie może pomóc, gdy temperatura zmusza procesor do pracy z częstotliwością niższą od oczekiwanej. Nie może jednak automatycznie dodać rdzeni, zwiększyć liczby instrukcji wykonywanych w cyklu, zmienić ustawień firmware’u ani dostarczyć większej ilości pracy już wcześniej niedostatecznie wykorzystywanemu układowi GPU.

Co udowadnia ta konfiguracja — a czego nie

Dla kogo jest ten eksperyment?

Ta konstrukcja jest przeznaczona dla doświadczonych entuzjastów sprzętu, którzy lubią rozwiązywać nietypowe problemy fizyczne, elektryczne, związane z oprogramowaniem układowym i oprogramowaniem. To przekonujący pokaz możliwości otwartej rozbudowy i modułowej konstrukcji, ale nie najkrótsza droga do konwencjonalnego komputera gamingowego.

Użytkownicy, którzy przede wszystkim potrzebują kopii zapasowych, osobistej chmury, bibliotek multimediów, kontenerów lub szybkiego dostępu do plików, powinni zachować wnęki na dyski i używać ZimaCube 2 jako NAS-a. Użytkownicy, którzy przede wszystkim chcą komputera gamingowego, zwykle skorzystają na obudowie zaprojektowanej do tego celu, oprogramowaniu układowym nastawionym na gaming, procesorze klasy desktopowej oraz standardowym montażu GPU.

Eksperyment jest wartościowy właśnie pomiędzy tymi dwiema drogami: pokazuje, że otwarty serwer osobisty można wykorzystać w sposób wykraczający daleko poza jego domyślną rolę. Podobną kreatywność widać także w projekcie SjslTech polegającym na strumieniowaniu gier komputerowych z użyciem ZimaBoard 2, w którym sprzęt serwerowy obsługuje granie dzięki innej architekturze, zamiast samemu stawać się komputerem gamingowym.

Otwarty NAS może stać się czymś więcej niż pełnioną pierwotnie funkcją

TrashBench ostatecznie odpowiada na wyzwanie: tak, ZimaCube 2 może stać się komputerem gamingowym. RTX 5060 zamienia niekomfortowo niską bazową liczbę klatek na grywalne wyniki, a obudowa zapewnia miejsce na przewód riser, niestandardowe podparcie GPU oraz ukryty wewnątrz zasilacz SFX.

Ważniejszym rezultatem jest granica, którą ten eksperyment ujawnia. Gdy karta GPU jest wystarczająco wydajna, ograniczeniem staje się energooszczędny procesor; zastąpienie RTX 5060 kartą RTX 4080 Super tego nie rozwiązuje, a zamrożenie procesora jeszcze pogarsza sytuację. Zrównoważone podzespoły mają większe znaczenie niż maksymalizowanie wydajności pojedynczego komponentu.

Obejrzyj pełny eksperyment TrashBench, aby zobaczyć modyfikację fizyczną, rozgrywkę, testy wydajności oraz test zamrożonego procesora. Aby śledzić więcej niekonwencjonalnych konstrukcji serwerów domowych i wymieniać pomysły z innymi użytkownikami, dołącz do społeczności ZimaSpace na Discordzie.