3.6.2008

Rechner selbst bauen

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Rechner selbst bauen

Der Sinn davon ist: Man kriegt einen Rechner ohne vorinstallierte Programme und Betriebssysteme. Dann zahlt man für die gleiche Hardware ca. 150 bis 200 Euro weniger. Ich achte darauf, daß die Hardware linuxtauglich ist. Dieser Rechner hier wird jetzt mal geplant als Desktop-Rechner mit Linux und Platz für Windows.

 

Teile für den rohen Rechner

Unten kommen die Teile für den rohen Rechner, ohne USB-Geräte, Drucker, usw. Ich gehe mal davon aus, daß wir Ethernet und Sound onboard haben, im Augenblick ist das meistens so. Ich nehme auch einfach mal an, daß man statt einer Floppy einen USB-Stick benutzt. Weiter nehme ich an, daß man mit DSL ins Internet geht, daß man also keine ISDN-Karte hat. Und Fax ist auch inzwischen veraltet, man schickt E-Mail, also haben wir auch kein Faxmodem.

  • Gehäuse
  • Netzteil
  • Mainboard
  • CPU und Kühler
  • Grafikkarte
  • Speicher
  • Festplatte
  • DVD-Laufwerk
  • Soundkarte

 

Allgemeines

Wenn ich sage "vorne", dann meine ich: zur Vorderseite des Rechners hin.

Schrauben werden mit Gefühl angezogen. Es darf den Teilen nicht wehtun. "Nicht ganz fest genug" ist besser als "ein bißchen zu fest".

Festplattengehäuse (und sonstige Teile) dürfen sich nicht unter mechanischer Spannung verziehen. Bleche oder Slots, die nicht ganz passen, dürfen nicht durch die Kraft der Schrauben bezwungen werden. Man biegt am Blech so lange, bis es paßt.

Flachbandkabel werden durch Rundkabel ersetzt. Das erleichtert den Durchgang der Luft und erhöht die Lebensdauer aller Teile.

 

Kühlung

Wärme wird hauptsächlich von folgenden Teilen erzeugt: Grafikkarte, CPU, Netzteil, Chipsatz, Spannungsregler, Speicher, Festplatte, DVD-Laufwerk.

Der Chipsatz besteht aus zwei Teilen: Northbridge und Southbridge. Die Northbridge behandelt die Daten für die Grafikkarte und braucht mehr Kühlung als die Southbridge.

Die Spannungsregler sitzen in der Nähe der CPU (und deshalb auch in der Nähe des Netzteils). Es sind dreibeinige Bauelemente mit je einem kleinen Kühlkörper.

Passiv gekühlte Teile sind sehr viel leiser als Teile mit Lüftern. Es gab eine Zeit, da saßen nicht nur auf der CPU und im Netzteil Lüfter, sondern auch auf dem Mainboard ein Chipsatz-Lüfter, auf der Grafikkarte ein Lüfter und an der Festplatte noch einer. Mein Rechner stammt leider genau aus der Zeit.

Mit Wasserkühlungen habe ich keine Erfahrungen, es gibt sie auch im Augenblick nicht für alle Teile, nur für CPU, Chipsatz und Festplatte. Man muß also auf jeden Fall Luft durch das Gehäuse ziehen, um Wärme herauszutransportieren.

Ein Power-Rechner setzt 300 Watt um, ein schlanker Büro-Rechner 40 Watt, meiner hat 120 Watt. Heutige Rechner sind sparsamer als ältere.

Ein Liter Luft pro Sekunde, der beim Durchgang um zehn Grad erwärmt wird (also im Sommer von 30° auf 40°, und da wird es schon langsam kritisch), transportiert 10 Watt Wärme aus dem Gehäuse.

Um 100 Watt abzutransportieren, braucht man also 10 Liter Luft pro Sekunde. Da muß die Abluft ungefähr eine Geschwindigkeit von 1 Meter pro Sekunde haben, das ist viel. Man kann das mit einer Daunenfeder ausprobieren und schätzen.

 

Umrechnung von Liter pro Sekunde, Kubikmeter pro Stunde, Kubikfuß pro Minute:

10 l/s = 36 m³/h = 21 cf/min

Wenn man Lüfter kauft, haben sie oft eine Mengenangabe, wieviel Luft sie transportieren können. Das ist aber nur ein theoretischer Wert. Sobald der Lüfter eingebaut ist, schafft er sehr viel weniger, ein Zehntel bis allerhöchstens die Hälfte. Axiallüfter (das sind die normalen, die aussehen wie kleine Propeller) können nämlich so gut wie gar keine Druckdifferenz aufbauen, mit der man Strömungshindernisse überwinden könnte.

Radiallüfter (die die Luft radial beschleunigen und tangential ausblasen) können zwar richtig Druck aufbauen, sind aber meistens lauter und obendrein ziemlich selten.

 

Linuxtauglichkeit

Normalerweise liefern Hardwarehersteller nur Windowstreiber. Eigentlich wollen wir auch gar keine Linuxtreiber von Herstellern haben, die machen höchstens das Linuxkernel instabil. Was wir haben wollen, sind die Informationen, die man braucht, um einen Treiber zu schreiben. Viele Hersteller geben diese Informationen nicht heraus. Dann muß man warten, bis jemand, der Treiber schreiben kann, sich so ein Hardwareteil kauft, den Windowstreiber analysiert und einen Linuxtreiber schreibt. Hardware, die zu neu ist, ist deshalb häufig noch nicht linuxfähig.

Ob Teile linuxtauglich sind oder nicht, stellt man im Internet fest. Man gibt eine genaue Typenangabe und das Wort "linux" in Google ein. Ubuntu-Foren sind im Augenblick die besten Informationsquellen.

Linux möchte meistens nicht die Phantasie-Angabe des Herstellers wissen, sondern die Bezeichnung, die auf den Chips steht. Je billiger ein Teil ist und je unbekannter sein Name ist, umso größer ist leider das Risiko, daß der Hersteller plötzlich mal andere Chips einbaut, ohne die Bezeichnung zu ändern.

Es gibt Onboard-Ethernet-Chips, Onboard-Sound-Chips, Sound-, TV- und Grafikkarten, die von Linux schlecht oder gar nicht unterstützt werden. Je neuer der Chip, umso schlechter. Man muß am besten im Geschäft mal draufgucken und sich aufschreiben, was auf den Chips steht.

Eine gute Möglichkeit ist auch, eine Knoppix-CD oder eine Ubuntu-Live-CD mitzunehmen, im Geschäft zu booten und in einer Textkonsole als "root" Befehle einzutippen wie z.B.: ifconfig, lsusb, lspci. Mit ifconfig sieht man, ob die Ethernetkarte läuft. Wenn man mit lsusb und lspci etwas kriegt, bedeutet das aber noch lange nicht, daß die Teile irgendwie "erkannt" worden sind (im Sinne von "wiedererkannt") und daß sie jetzt unter Linux laufen. Es bedeutet nur, daß sie geantwortet haben, als sie gefragt wurden: Ey, wie heißt du, und von welchem Hersteller kommst du?. Man schreibt sich auf, was sie dem Linux geantwortet haben und sucht dann im Internet nach der Linux-Unterstützung.

Es gibt zwei Stellen innerhalb von Linux, wo man nachsehen kann, ob Teile linuxfähig sind: das Kernel und X11. Man braucht im allgemeinen den Source-Code. Wo man die Kernel-Sourcen herunterlädt, steht auf meine Kernel-Seite. X11 findet man auf x.org. Für Grafikkarten findet man die Angaben aber nicht nur im Source-Code, sondern auch auf den Seiten von x.org.

 

Gehäuse, Netzteil, Kabel und Lüfter

Die Stiefkinder der Gehäuse-Designer sind im Augenblick Festplatte und DVD-Laufwerk. Besonders auf die Kühlung der Festplatte muß man selbst achten, das DVD-Laufwerk läuft ja nicht ständig, und es erzeugt auch nur beim Brennen wirklich viel Wärme.

Die Festplatte braucht mindestens einen Lufteinlaß vor dem Festplattenschacht. Der Festplattenschacht ist eine Ecke im Gehäuse, da ist häufig überhaupt kein Luftstrom vorhanden. Dann wird die Platte viel zu warm, das verkürzt die Lebensdauer. Wir nehmen also:

  • entweder einen Festplattenkühler (passiv, mit Kühlrippen) für einen 5,25-Zoll-Schacht und ein Gitter oder ähnlich für einen Lufteinlaß von vorn
  • oder einen (einstellbaren) Lüfter für den Festplattenschacht unten, so groß wie möglich, dann kann man ihn langsamer und damit leiser stellen, selbstregelnd geht auch, dann wird der Sensor auf die Festplatte geklebt.

Was man nicht nehmen sollte, ist so ein flacher Festplattenlüfter, der unter die Platte geklemmt wird. So ein Lüfter ist schlechter als gar keiner. Er schafft nichts weg, geht schnell kaputt, und dann behindert er nur noch den ohnehin geringen Luftstrom.

Außerdem nehmen wir ein Netzteil mit zwei Lüftern, einen von drinnen ins Netzteil rein, und einen nach draußen aus dem Rechner raus. Die beiden Lüfter unterstützen sich gegenseitig, so daß sie langsamer und leiser arbeiten. Der Sensor-Eingang des Netzteils sollte die Temperatur der CPU messen, ersatzweise die Temperatur des Luftstroms.

CPU und Mainboard saugen hauptsächlich am 3.3- und 5-Volt-Ausgang, Grafikkarte, Festplatte und DVD-Laufwerk an 12 Volt. Es reicht also nicht, nur die Gesamtleistung des Netzteils zu betrachten.

Ob man noch einen zweiten Lüfter, hinten unter dem Netzteil nach draußen, hinzunimmt, kommt darauf an, ob die Grafikkarte halbwegs normal, oder ob sie ein schweres Kaliber für Power-Gamer ist. Der zweite Ablüfter muß natürlich irgendwie einstellbar oder selbstregelnd sein. Ein Sensor kommt auf die Grafikkarte.

CPU-, Grafikkarten und Festplattenkühler kommen häufig mit Heatpipes (Wärmerohr), da verdampft in einem Rohr eine Flüssigkeit, der Dampf kondensiert am kühleren Ende, und die Flüssigkeit wird durch einen Docht zurückgesaugt. Durch Verdampfen/Kondensieren wird sehr viel mehr Energie transportiert als mit Wärmeleitung durch Aluminium oder Kupfer. Aber auch der beste Kühler kann Wärme nur von einer Stelle an eine andere transportieren. Wärme vernichten kann er aber nicht. Die Wärme muß in jedem Fall noch durch einen Luftstrom aus dem Gehäuse hinausgeführt werden.

Am besten sieht man sich mehrere Gehäuse an, stellt sich die Karten, Laufwerke, Lüfter und Kabel vor, und stellt sich dann vor, wie die Luft da durchgeht, über die Laufwerke, die CPU und den Speicher. Und wenn man das Gefühl hat, da geht richtig viel Luft durch, ohne daß sämtliche Ecken und Kabel große Luftwiderstände darstellen, dann ist das Gehäuse richtig.

 

Mainboard und die kleinen Kabel am Gehäuse.

Man liest das Handbuch zum Mainboard in Ruhe durch, so daß man weiß, was man da tut. Die deutschen Übersetzung sind häufig schwerer zu verstehen als die englischen. Es klingt zwar irgendwie deutsch, es ergibt aber keinen rechten Sinn.

Man sieht sich in Ruhe an, welche Schrauben oder Klammern das Mainboard festhalten sollen und dreht die Bolzen in den Gehäuseboden bzw. steckt die Klammer ins Mainboard. Wenn Isolierscheiben dabei sind: die muß man benutzen. Man drückt das Board gegen die Federn im ATX-Blech und dreht erstmal die vordere, mittlere Schraube ein, das ist die halbe Miete. Das Board soll in sich selbst nicht unter mechanischer Spannung stehen, deshalb dreht man zum Schluß nochmal alle Schrauben lose, drückt das Board nach hinten und zieht die Schrauben wieder fest.

Hinten im Gehäuse ist ein rechteckiges Blech mit Aussparungen für die Stecker. Man nimmt nicht das, was beim Gehäuse, sondern was beim Mainboard dabei ist. Die Nasen, die für Massekontakt sorgen sollen, kann man im Eifer des Gefechts auch schon mal in die Buchse hineinragen lassen statt obendrauf. Besonders beim Ethernet-Anschluß passiert das leicht.

Bei LED-Kabeln kommt es auf die Polarität an. Beim Lautsprecher und bei Schaltern ist die Polarität egal.

 

CPU und Speicher

Der Speicher muß zum Mainboard passen, DDR und DDR2 sind nicht austauschbar. Auch die Geschwindigkeit muß ungefähr passen. So weit ich weiß, müssen die Speicherbänke immer paarweise mit identischen Riegeln bestückt werden, ich bin da aber nicht sicher. Die Riegel haben eine unsymmetrische Nut, so daß man sie nicht verkehrtherum einsetzen kann. Man drückt sie hinein, bis die Sperrhebel auf beiden Seiten einrasten.

Auch Speicher wird warm. Bis zu zehn Watt kann ein Riegel umsetzen, wenn die CPU schnell genug ist.

CPUs mit zwei Kernen und 1.7 bis 2.2 Gigahertz sind üblich. Die meisten Programme können aber sowieso nur einen CPU-Kern benutzen. Ein L2-Cache bringt viel Performance. Deshalb gibt es meistens zwei Preisklassen: mit und ohne Cache. Fürs Büro reicht der billigere. Auch DVDs ansehen kostet nicht wirklich viel Power.

Heftige 3D-Spiele, besonders aber z.B. Videos umkodieren oder Animationen in Film rendern kostet Power.

Wärmeleitpaste ist beim CPU-Kühler dabei. Wenn man die vermatscht hat, muß man neue kaufen, ohne geht es nicht. Das Aufsetzen des Kühlers auf die CPU ist ein Moment, den man ein bißchen geübt haben muß, zumindest mental. Häufig braucht man einen etwas größeren Schraubenzieher, mit dem man in eine Nut hinein und die Klammer runterdrückt.

Ein Lüfterkabel, das zu lang ist, läßt man nicht herumbaumeln, sondern knotet es in sich zusammen, so daß es eine Schleife bildet, die gerade noch lose ist. Man kann auch Kabelbinder verwenden, die kleinste Sorte.

Es gibt Kühler, die für das Mainboard zu schwer sind. Solange der Rechner nur zu Hause steht, geht es gerade noch, aber wenn man jedes Wochenende auf eine LAN-Party geht, bricht der CPU-Sockel irgendwann ab. In dem Fall nimmt man also lieber einen Kühler mit einem starken Lüfter als einen großen Heatpipe-Kühler.

 

Grafikkarte

Wenn man ein 3D-Desktop haben will (z.B. zum Angeben mit Linux gegen Vista), und man hat vor, auf vier oder mehr virtuellen Desktops zahlreiche Fenster gleichzeitig offen zu haben (eigentlich ist das der Normalfall), dann braucht die Grafikkarte mehr Speicher. 128 MB kann dann schon etwas knapp sein.

Die 3D-Software unter Windows ist "Direkt-X", unter Linux ist es "Open-GL". Open-GL ist ein offener Standard, nicht nur für Spiele, sondern vor allem für CAD-Programme (technisches Zeichnen). Windows unterstützt neben Direkt-X auch Open-GL, wenn auch schlechter und nur widerwillig.

Grafikkarten können für Linux zu neu sein. Man sieht am besten nicht im Kernel nach, ob es einen Treiber gibt, sondern in X11. Die X11-Treiber sind im Augenblick weiterentwickelt und wichtiger als die Kernel-Treiber.

Es gibt Grafikkarten, deren Kühler sind so ausladend, daß sie drei Slots belegen und zusätzlich eine Speicherbank blockieren. Bestimmte Kombinationen von Mainboard und Grafikkarte funktionieren deshalb nicht. Die Leute beim Händler sollten darüber bescheidwissen, was geht und was nicht.

Außerdem gibt es AGP (zwei Normen), PCI, PCIe und PCIe2, die alle nicht austauschbar sind.

Am Slot für die Grafikkarte ist an der vorderen Seite ein Sperrnase, die einrasten muß.

 

Festplatte

In neuen Rechnern gibt es praktisch nur noch SATA2 und einen IDE-Port für ein CD-Laufwerk.

Ich nehme immer nicht die größte Platte, die es gibt, sondern immer eine Nummer kleiner. Die haben meistens eine Kinderkrankheit weniger als die ganz großen.

Man kann sich heute nicht darauf verlassen, daß die Platten eines bestimmten Herstellers eine bestimmte Qualität haben. Es gibt zwar ausgesprochen billige und ausgesprochen teure Hersteller, und die Platten sind meistens auch entsprechend. Aber dazwischen geht es bunt durcheinander mit der Haltbarkeit und Qualität.

Es gibt auch Ausreißer-Serien, die ewig halten, und auch solche, die nach wenigen Monaten kaputtgehen. Man muß praktisch vorher mal ein bißchen googeln, was die Leute so für Erfahrungen gemacht haben.

Es gibt Desktop-Platten und Server-Platten. Server-Platten halten länger, sind aber teurer. Server-Platten sind für weniger Starts und Landungen gebaut, Desktop-Platten für kürzere Standzeit. Desktop-Platten halten so zwei bis drei Jahre, je nach Betriebstemperatur und Hersteller. Unter Linux halten Platten etwas länger, Linux ist freundlicher zu den Platten.

Es heißt zwar, daß man Platten in jeder Lage betreiben kann, ich würde aber dazu raten, eine Platte nicht über Kopf zu betreiben (unten ist da, wo die Elektronik ist). Außerdem muß man damit rechnen, daß sich eine Platte an ihre Betriebslage gewöhnt und daß die Lebensdauer drastisch abnimmt, wenn man nach einem Jahr wechselt.

Stöße, Vibrationen und Wärme sind Feinde von Festplatten. Am schlimmsten sind Vibrationen. Dafür gibt es Einbaurahmen mit Gummipuffern.

 

DVD-Laufwerk

Auch hier nehme ich nicht das Beste, sondern das Zweitbeste. Das Preis-Leistungsverhältnis ist einfach günstiger.

Es gibt Laufwerke, die sind einfach nur laut. Ein Laufwerk, das mit mehreren gekauften CDs oder DVDs hörbare Vibrationen erzeugt, ist fehlerhaft. Ein gebrannter Rohling ist aber kein guter Test, der kann auch selbst schlecht sein.

Wenn es einen IDE-Anschluß hat, muß man auf den Jumper (Steckbrücke) achten, die auf "Master", "Slave" oder "Cable-Select" stehen kann. An ein IDE-Kabel können zwei Laufwerke angeschlossen werden, ein Master und ein Slave. 80-polige IDE-Kabel können Cable-Select, 40-polige nicht.

Linux: Der Entwickler von "cdrtools" sieht seinen Ehrgeiz darin, jedes neue Laufwerk so schnell wie möglich zu unterstützen. Bei DVD-Brennern gibt es da viel zu tun im Augenblick. Im Zweifelsfall muß man also auf den Seiten zu "cdrtools" nachsehen, ob ein Laufwerk schon unterstützt wird. Und wenn es sehr neu ist, kann es nötig sein, "cdrtools" aus dem Source-Code zu kompilieren.

 

Soundkarte

Gamer wünschen sich (mindestens) 5.1, für Medienkonsumenten reicht 2.1, für einen Kopfhörer wäre es 2.0. Das "Punkt Eins" bedeutet, daß es einen Extra-Baßlautsprecher gibt. Das ist sehr empfehlenswert. Der Klang wird sehr viel besser dadurch.

Musiker brauchen Midi und Wavetables auf der Soundkarte. Midi ist nicht die Musik selbst, sondern es sind Signale wie z.B.: "Instrument 17, Ton 35, Ein!". Wavetables sind Datentabellen der Originalklänge von echten Instrumenten.

Musiker und Gamer brauchen einen Gameport. Im Gameport liegen die Anschlüsse für Midi und Joysticks.

Karten oder Onboard-Chips mit "Intel High-Definition-Sound" (HD) haben etwas ungewöhnliche Lautstärkeregler. Mit denen funktionieren die Mixer unter Linux nicht.

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