今日の必ずトクする一言
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Version May 1998

May 31
生物の系統発生とパソコンの関係のナゾ(個体発生は系統発生を繰り返す編)
May 30
中古カメラの相場のナゾ(何が加点で、何が減点か編)
May 28
電流帰還アンプの周波数特性(同じスピーカーで電圧帰還アンプとどう違うか編)
May 25
理想的なパソコン用オーディオのナゾ(スーパーウーハーの効かせ具合編)
May 22
つひに我デジタル入出力付きサウンドカードの歪み取りに成功せり!!
May 20
DOS/Vマガジンのパクリ記事のナゾ(結末編)
May 18
まっすぐ走らないクルマのナゾ
May 16
Pentium-II(Deschutes)カードパターンの風水学的ナゾ(新Pentium-PRO待望編)
May 14
省資源電源コード製作のナゾ
May 12
超簡単スピーカーシステム特性計測のナゾ
May 10
DOS/Vマガジンのベンチマーク記事のナゾ(ボロボロのデータ編)
May 9
DOS/Vマガジンのパクリ記事のナゾ(とその、あっけない幕切れ編)
May 7
CD-ROMの出力をサウンドカードにつっこむ方法のナゾ
May 5
デジタル入出力付き安物サウンドカード(\2480ナリ)のナゾ
May 3
DOS/VマガジンとWinPCはどっちが高度か?(L2キャッシュとタスクスイッチ呪縛編)
May 1
440BXマザーボード上のケミコンの数のナゾ(末期的設計編)



May 30
生物の系統発生とパソコンの関係のナゾ(個体発生は系統発生を繰り返す編)

だれよりも古い機械と古いバージョンを使うことに生き甲斐を感じる今日このごろであるが、そんなwebmasterの耳にもWindows98の雑音が聞こえてくる。Win3.1からWin95への進化に比べ、既にIE4がばらまかれている現状では新味に乏しいとも言われる。

雑誌にはあいかわらず雑多な情報が載っているが些末な情報が多く、OS自体がどう進化するのかの考察に乏しい。

Win95は実に不思議なOSだ。ファイルシステム、ネットワークシステムは32ビットのリング0に移行しているが、GDI.EXEやUSER.EXEには16bitコードが残っているという。

何よりもすごいのは、DOSやWin3.1用のアプリがハードウェアに直接アクセスする自由を残していることだ。さらにHDDやCD-ROM、その他のDOSのデバイスドライバーも使える、というまるでヌエのようなOSだ。

星の数ほどあるハードウェアと、これまた星の数ほどあるDOSやWin3.1アプリを互換性を保ったまま、ハードの要求をあまり増やさずにWin95に移行し得たのは世界の8番目の不思議として後世に語り継がれると思う。Appleはなかなかこれが出来ないで居る。

Win95をインストールする時のパソコンの振る舞いを見ると面白い。まずBIOSから明らかに古典的DOSとして立ち上がる。DOSで、himem.sysやemm386.exeを組み込みExtended-DOSに遷移して広大なメモリー空間を利用できるようになる。その後は疑似マルチタスクシステムを構築してWin3.1相当になる。しかしこの環境ではシステムはアプリから分離されておらず脆弱である。

次にネットワークやファイルシステムの中核部分を32bitに移行させ安定化をはかり、ちょうどWindows for Workgroup相当になる。最後にカーネルやデバイスのドライバー類をすべて32bitに移行させ、一応32bitシステムに進化すると同時に、保護されたカーネルモードからプラグアンドプレイで必要なドライバー類を組み込んで行き、つにWin95が発生するのである。

つまり個体発生は系統発生を繰り返す、という進化の法則と同様に、

Win95インストール発生は、Win95の系統発生を繰り返す(PAT.PEND)

とも言える。実際これは毎回Win95を立ち上げる度に繰り返されるわけだから、

Win95立ち上げ発生は、Win95の系統発生を繰り返す(PAT.PEND)

とも言える。

Win95立ち上げ発生は極めて生物の発生分化と似通っている。例えば心臓は1心房1心室から血液を送り続けながら2心房2心室に移行していく。CPUも同様に動作しながらリアルモードから32bit仮想モードに遷移していくわけである。

生物の進化は容易でなく、多くの失敗作や絶滅種を生じた。同様にWin3.1からWin95への進化はかなりの困難を伴った。Appleはコープランドラプソディーといった絶滅OS種を多数乱発し、MacOSXへの進化を探っているが、いまだ完全なマルチタスクシステムに進化できずにいる。

Win95の今後の進化を考える上では、生物、中でもヒトの進化を考えると含蓄が深いものがある。MSは、完全なマルチタスクシステムとしてWinNTを持っているが、過去の盲腸のようなしがらみはWin95でしばらく維持することになる。しかして、Win95がどのように進化させるかはMSも決めかねているようだ。

ここに至り、ついにWebmasterは”パソコン風水学”と並んで、パソコンの進化はヒトの個体発生と系統発生をトレースすることを教義とする、

”パソコン進化論 (PAT PEND)”

を想起するに至った(大笑)。

イルカは泳ぐ道具を持っているし、馬は走る道具を、そして鳥は空を飛ぶ道具を持っている。しかるに人間は極めて高度の画像処理システムと音声処理システムからなる言語に最大のリソース分配が行われている。一方、それ以外の入出力装置、例えば味覚や嗅覚は退化している。また手というきわめて汎用性が高いが、何ら得意ワザを持たない(キーボードをたたく以外は)道具を持っているに過ぎない。

これをパソコン進化説的に考えると、パソコンの中枢であるCPUやメモリーはこれまでと同様、ますます巨大化するが、そのリソースは広大な画像空間と音声からなる言語空間(JAVA?)に割り振られる。一方、マウス以外の入出力は、むしろ退化し、単純化、汎用化に向かうであろう。

そのコンテクストからみると、近未来のパソコンは、画像と音声入出力を通じて、内なる言語(JAVA)の占める割合が巨大化するかもしれない。一方、それ以外の入出力は単純化するが、その最初の関門が入出力のUSB化かもしれない。

従って今後は、ひとつひとつ規格が異なるシリアル、パラレル、SCSIなどは汎用端子化するかもしれない。このコンテクストは、新しいiMACなどにも見ることができる。

また、ヒトは進化するほど成人するのにヒマがかかり、また子供を作らない傾向にあると言う。とすると、今後のパソコンは内なる言語環境構築と高機能化に極めてヒマがかかり、NCとは逆行する方向に向かう可能性がある。またソフトやハードウェアは高度となるが逆にそれらを開発制作するテンポは遅くなるかもしれない。 従って、ハードやソフトの頻繁な代替や更新は、あたかも少子化の影響のごとく打撃を受ける可能性もある。

MSのジャーゴンは以前はOLEで、その後Active-Xになり、そして今ではWindowsDNAになっている。意外とパソコン進化論と同じ様な事を考えて進化の道を模索しているのかもしれない。そういえば、ホンダもDNAとか言っていたなあ。

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May 30
中古カメラの相場のナゾ(何が加点で、何が減点か編)

FAST and FIRSTのWebmasterがカメラをバラす話をしていた。Webmasterも多くのカメラをバラして来たが、中には不幸な転帰をとったカメラもある。

Webmaster位の年期でもカメラは難物の部類に入る。アナログ回路などはヒマと部品さえ入手できれば99%は修理可能だ。それがペイするかどうかは別としてである。

ところがカメラとか機械をバラすと、途中でバネやネジがポーーンと飛び出して何となーくやばい雰囲気が漂ってくる。カメラでもフイルム送りやフォーカルプレーンシャッターだと何とかなるが、レンズシャッターなんか殆ど時計と同じで、またメーカーも時計メーカーなのだが、途中で部品がピーーンで終わりである。

以前読んだ本では、このような時はズボンのベルトの上や裾の折り返しを探せ、とある。まさかと思ったがこれで助かったことがある。部品がハネた方向と落ちた音がした方向が唯一の手がかりになる。

なかでも一番の難物はレンズシャッター式一眼カメラではなかろうか。これについては、

レンズシャッター式一眼レフのナゾ

を参照して貰いたい。

私が育った頃は日本のカメラの黄金時代であった。自動車では未だドイツに追いついていないが、ニコンFは堅牢さ、精度などどれを取っても間違いなく世界一だった。何でも横並びの強い日本で、これほど突出した製品があったのも珍しい。

私が感心したのが金属膜の横走りシャッターである。医局にはここ15年は一度もシャッターが切られていないニコンFがこのほど発掘されたが、シャッターをはじめすべてが完動であった。シャッタースピードもほぼ正常だった。私が研修医の時にぶつけた記憶があるメディカルニッコールも、ヘリコイドにガタがまったく無い。

研修医が、”なんですかこの汚いカメラは。捨てるんですか?”と聞くから、”これは大変値打ちがあるんだ。下取り価格で新品の電子制御一眼レフが買えるくらいだよ。”と話したがよく理解できないようだった。無理もない。

さて、このころの他のカメラはどうだろうか。キャノンペリックスもキャノンFTbもオリンパスSPもミノルタSR-T101も布膜シャッターなので、シャッター膜は朽ち果てているか、あるいはまったく精度が出ないと思う。オリンパスOMシリーズもいくつか購入したが、どれも2年ほどですべて擦り切れて朽ち果てた。

もっともフォーカルプレーンシャッターの場合は、構造が原始的なので修理は可能だ。ふんどしのような布の膜が2枚走るだけである。シャッター膜も古着のように交換できる。

その点人気があるのが完全メカニカル方式の縦走りシャッターだ。いずれも鎧戸が縦に走る構造だが、シンクロスピードも高く、故障が少ないと言われる。電子制御というか、電気制御と呼ぶべきか、1/8以上のみがメカニカルで、それ以下は電気制御という過渡的なものもある。電子や電気は値打ちが下がるが、最低1/8以上が使えるのでまだ値が付いている。

電子制御一眼レフには、すでに修理困難か、あるいはまったくペイしない状態に陥っているものがある。手元に極めて高価なモータードライブ内蔵コンタックス(不調)があるが修理すると目が飛び出る値段で、現状では二束三文の値打ちしか無い。同じ頃のコンタックスでも、単なる露出計付きメカニカルシャッターのものは大変な値打ちである。CDS式の露出計は、メーターの支持針が折れていないかぎり修理可能だ。

以上の点を頭に入れて、中古カメラの値段を見て貰うと目からウロコのように納得が行くと思う。とにかくニコンは高い。ニコンでも電子制御カメラは比較的安いので狙い目だと思う。ニコン以外では極初期の記念碑的カメラ(ヤシカエレクトロ35とか)が高い。トプコンユニなども、値段をつけるのが難しいカメラだろう。

各社の布膜メカニカルシャッターの露出計付きはまずまずの値段を保っている。耐久性の無いシャッターであるが、それなりに修理可能だからだろう。予想通りオリンパスOMシリーズは朽ち果てて市場に上ってこない。むしろ、オリンパスはその前のペンFの方が作りも耐久性もはるかに良い。

なかには貨幣価値を考えると新品より値段が高くなっているカメラがある。ニコンのFシリーズはおおむねそうである。安物ではリコーのXR-500などの純メカニカルシャッター式のKマウントのものが意外と高い。

これは、私がこちらに書いた理由によるものだろう。写真を勉強しようとする人や、どんな悪条件でもシャッターが作動するサブカメラが欲しい人用の露出計付きメカニカルシャッターカメラが新品では殆ど無いのである。

前にも書いたが、なぜか国外ではこの手の輸出用カメラ(リコー、ペンタックス、コシナ)に適当なズーム(35-100mm位)をつけたをつけたものが100ドル前後であったりするので、見つけた時は買っておきたい。

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May 28
電流帰還アンプの周波数特性(同じスピーカーで電圧帰還アンプとどう違うか編)

今日は英語論文を書かなければならないのに、原稿を前にして悶々としながらWWWサーフィングしているWebmasterである。どうも今ひとつ調子が出ない。こういうときは何か機械いじりをするに限る。

パソコンのネタを使うと未成熟なこの業界のこと、パクられたりしたら気分が悪い。従って既に、

趣味の雑誌の寿命のナゾ

に書いたように、結晶化を果たした趣味であるオーディオをネタにしよう。そうそう懸案があった。アンプを電圧帰還から電流帰還に変造した場合、同じスピーカーの周波数特性がどう変わるか、というハナシである。

Wavetoolでスピーカーの周波数特性が簡単に測定できる環境が整った。しかもロハでである。ついに電流帰還アンプに対するWebmasterの耳と主張が本当であるか試す時が来た。本業はともかく耳がヤブだったら、耐えられないかも。

材料は、

続々々々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その3とスピーカーユニットの値踏み法)

で使った超安物パソコン用スピーカー。過去Webmasterが電流帰還アンプについてどう書いたか、リンクを拾うと、

続々々々々オーディオのナゾ(電流帰還アンプの実践編その4 ラジカセ編)

では、

”音質の向上は期待以上である。いかにもラジオ臭い音のレンジが広がって小口径のHiFiスピーカーのような音だ。もちろん重低音は殆ど聞こえないがボーカルの厚みがぐっと増した。”

”高音のブラスやパーカッションのヌケが向上しツイーターを追加したかのように明るい音である。これは前回の印象と同じだ。と言うことは、通常の電圧帰還アンプは安物スピーカーの限られた能力でさえ満足に発揮させていなかった事になる。高音が伸びるだけで音場が広がったように聞こえるから不思議だ。”

とずいぶん偉そうである。もしこれが当たってなかったら恥さらしである。で、さっそくFFTを示そう。上が普通の電圧帰還アンプ、下が山本式変造電流帰還アンプである。これはいつもと違うパソコン(サウンドカードの山本式ノイズ対策が未施工)なので、90Hz以下のノイズとDC-オフセットは無視して欲しい。

電流帰還アンプはスピーカーと出力コンデンサーを帰還ループ内に入れ、しかも追加部品は電線一本という、Webmaster独自の環境にやさしくドライブが強力な回路構成である。電圧帰還アンプは配線をモトに戻して計った。ゲインが厳密に異なるので1KHzでレベルを合わせた。

電圧帰還ではfo=350Hzにピークを持ち高域は4KHz以上は急激に低下するという、いかにもラジオ臭い特性だ。音楽には向かないが音声は明瞭に聞こえる。May.12でFFTを示した口径が近いFE103と比べると、出自の差はいかんともしがかたい。オーラトーンと比べると天地の差がある。本来もっと上等なスピーカーを材料にすべきだったかも。

さて電流帰還アンプでは、fo付近の出力が何と10dBも増加している。これはfoでのインピーダンス上昇を打ち消すように電流帰還アンプがドライブをかけるからだ。fo以下の重低音領域でも増強効果は続くが、そもそもレベルが低いので聞こえない。

安物スピーカーなのでfoが過大なピークを作っているが、高級スピーカーだとfoは60Hz位だ。特に密閉箱では低音がなかなか出てこなくて不満がつのる領域だが、電流帰還アンプはこのあたりを増強する働きがあることが証明された。ちょうど密閉箱がバスレフになったか、と思われるほど低音が出てくるという印象である。しかも制動が効いた締まった音である。

低音だけでなく4KHz以上も全般的に数dB増強しており、その効果は10KHzを越え20KHzにまで及んでいる。この領域ではスピーカーのインピーダンスがコイル分によって上昇し、また位相が回転し始めるので電圧帰還アンプではドライブが苦しくなる。発振やリンギングのため、アンプ設計の鬼門と言われる領域でもある。出力コンデンサーやスピーカーが帰還ループに入ってしまう電流帰還アンプでは、この領域の安定性が抜群である。

全般的に山谷を埋める作用もある。もちろんスピーカーの口径や開口部に起因する山谷は消せないが、コーンのメカニカルな運動に起因する山谷が減っている。これは、理論上のダンピングファクターが無限大となることによりコーンの制動が改善するからだろう。

Webmasterの印象が大ハズレでなくて良かった。本業はともかく少なくとも耳はヤブでなかったようだ

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May 22
理想的なパソコン用オーディオのナゾ(スーパーウーハーの効かせ具合編)

多方面の雑用を抱えるWebmasterの唯一のいこいは、音楽を聴きながらのWWWサーフィンである。そのため貧乏なWebmasterにしては仕事場のパソコン用スピーカーに投資している。スピーカーは自宅とは型番が異なるが当然オーラトーン5PSCで、これにスーパーウーハーとして廃番のDENON DSW-03を加えている。これらを17インチの両端に置いて距離50cmで聞いている。スピーカーの費用だけでパソコン原価の半分にもなろうかとしている。

アンプはテクニクスのプリメインだったが、SB16を徹底変造すた所ニアフィールドの小出力ではボロが出なくなったのでそれを使っている。全高調波歪みはかなり低く抑えられている。改造については、

山本式スーパースロットスタビライザーのナゾ(風水学的スロットノイズ根絶編)

を参照して欲しい。なお普段は、

山本式バーチャルサウンドシステム(PAT PEND.)のナゾ

を使って3Dサウンド?楽しんでいる。

オーディオにはいろいろな考え方がある。真空管を好むヒト、ホーンシステムを好むヒト、スペックを重視する人、トランジェントの良いスピーカーを好むヒト、密閉箱を好むヒト、無限大バッフルを好むヒト、バスレフを好むヒトなど、枚挙にいとまが無い。

しかしWebmasterが好むスピーカーはまずボーカルが美しく定位がはっきりしていることである。ボーカル成分の大半は150Hzから3KHzにあるから、スピーカーはこの部分をピストンモーションでカバーする必要がある。とするとスピーカーの口径は10cmないし12cmになってしまう。

またピアノの音が濁らない事も重視する。つまり数KHz領域でトランジェントが良く歪みが少なく特性に山谷が無いことが必要だ。さらに金管楽器やパーカッションが澄んでいることも必要。つまり特性が10KHz以上に伸びていて歪が少ない事が必要である。当然低音はブーミーでなくしまりの良い音。ボンボンではなくてドンドンさらに低域ではフワッと空気を感じるのが良い。

しかしそんなスピーカーがあるはずも無いから妥協が必要だ。まずメインのオーラトーンは動かせないが、金管やパーカションの輝きがいま一つで青空が低い感じがする点には我慢している。これを補うには極めて上等なスーパーツイーターが必要で高くつく。

低音については限られた仕事場ということでスーパーウーハーに頼るしか無い。満足のいく低音は大型密閉箱に制動の効いた上等の大口径ウーハーを120Hz以下のごく低域だけ効かせ、スピーカーコード極短でかなりパワーを入れた状態でないと得られない。でかいスピーカーは小入力時にはメカニカルな抵抗のためロクな音がしない。従ってニアフィールドで0.2W出力程度で聞くのには向かない。

というのが現用のシステムの理由である。本来は、山本式電流帰還アンプをSB16にも導入したいところだが、回路の関係でこの改造はかなり難しそうだ。

さてこのシステムの周波数特性がどんな具合かFFT解析してみる。Webmasterは別に周波数特性を信仰しているわけでは無い。当然位相、歪みやトランジェントなど他にも多くの問題があるがここでは論じない。なおSB16のDAコンバーター、メインアンプ、スピーカー、マイク、アンプ、ADコンバーターをすべて含めた全高調波歪みは、前回同様1%を遙かに下回る。


さて上段がスーパーウーハーoffの特性である。さすがにプロ用ニアフィールドモニターとして世界的定番のオーラトーンだけあって、130Hzから9KHzまでまったくフラットである。自宅にあるオーラトーンよりさらに徹底的に山谷が消されており、おそれいりますとしか言いようがない。おそらくこれよりフラットなユニットは少なかろうと思う。残念ながら日本ではオーラトーンはノーチラスより入手難である。

このオーラトーンは自宅の物と異なりコーン紙にゴム系ダンピング剤が塗ってある。エッジはウレタン製からゴム製に変わっている。ウレタンは耐久性、耐候性に問題があったのだろう。

基本的にコーンスピーカーはコーン紙を貼り替えることができる。特に分割振動を来しやすい大口径のコーンだと常用すれば5年位でかなりヤング率が低下する。さらに耐久性が無いのがウレタン製エッジで、リニアリティーが優れエッジの反射が少なく優れているが、湿度の高い日本では吸湿してボロボロになる。

オーラトーンはプロユース用なので耐久性を重視したのであろう。この小さなユニットの耐入力は50W以上あり瞬間的に100W以上入れても壊れない。一方コーンが重くなったのか、パーカションの輝きはやや後退した感じだ。

さてスーパーウーハーをonにしたものが下段で、20-30Hz付近までフラットになる。これはミニコンポ用で決して高い物では無い。しかしDENONと名前がついている通り、かなり低域までフラットな設定だ。デスクトップで20Hzが聞こえるのは実に印象的であり、この点ヤマハのYSTSW-40より低域が伸びている。

残念なのはスーパーウーハーを使うと、150Hz付近にわずかな谷が出来る事。これはオーラトーンとスーパーウーハーの位相にわずかなズレがあるためであろう。スピーカーの位置調節で消そうとしたが、設置状況の限界で消えなかった。聴感上はあまり問題は無い。

フラットな設定では予想以上に低音が出ることになる。舞台上でイスを引きずる音や空調の音まで聞こえてくるので驚かされる。ぜひあなたも使用中のスピーカーの特性を計ってみて、20Hzの音に挑戦して欲しい。もちろん周波数特性がスピーカーのすべてでは無いことは確かではあるが、聞こえなかった音が聞こえるのは感動ものである。

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May 22
つひに我デジタル入出力付きサウンドカードの歪み取りに成功せり!!

www.tomoya.com研究所、サウンドカード技術部発表

我がwww.tomoya.comサウンドカード技術部は、今般圧倒的なるアナログ及びデジタル技術力?をもって、つひにデジタル入出力サウンドカードART-833-3Dのデジタル入力時の歪み取りに成功せり。ここに詳細を発表す。

デジタル入出力時に観察せる歪みは、SPDIF入力のみならず、WAV再生時にも聴取せり。われ、C-MEDIAより入手せる回路例を子細に検討したる結果、つひにその歪みの原因を発見せり。

歪みは、DAコンバーター出力がミキサーに入力せる所にて生じたることを見つけたり。それは基板の上ではR4,R5と記せるチップ抵抗にして、この抵抗値が適切ならざるため、入出力レベル過剰およびハイカットフィルター定数不正及びインピーダンス不整合を生じたり。

しかして、その対策はR4およびR5(100Ω)を除去し、代はりに1kΩの抵抗を設置、これによりデジタルアナログ変換器出力レベルおよび周波数特性を適切なる状態に改変せしめたり。この改造によりて、つひに歪みを聴取限界下にまで大きく減じたり。

いまや、ミキサーにてCD再生をアナログ、デジタルに切り替えたりといえども、両者にあえて歪みレベルの差を聴取せざりき。しかりしこうして、歪みの大半がこの部にて生じたることをほぼ確定せしめたり。やや高域の低下を関知せるも、これはこの部に急峻なる周波数特性を保持したるハイカットフィルター回路を設置せることによりて、解決せしめる物と確信したり。

しかるに、我が技術部の出費は廉価なる抵抗2個にして、その出費は極めて軽微なり

いよいよ、オーディオのデジタル化は急にしてますます圧倒的になりつつも、当技術部はデジタルの基本には常にアナログ回路の極めて高度なるエンジニアリングが必要たらんことを江湖に広く知らしめたり

当技術部は、依然残り足るわずかなる歪み、周波数特性およびノイズにつひても解決を目指し研究中なり。この結果につひて、広く追試を求むる物なり。

なほ、この結果につひての一切の引用は、出典を明示すべきことを求めたり

以上。ピンポン

As of today, the sound card devision of www.tomoya.com laboratory finaly pointed out the cause of digital sound distortion of SoundPro sound card (ART-833-3D) through SPDIF input.

The trouble was located in the mixer input circuit from DAC (digital to analog converter) output. The signal level, frequency response and impedence matching at this point was not properly designed.

The fix is as follows. The chip resistor R4 and R5 may be removed and be replaced by 1kohm resistor. That's all, folks.

After this simple fix, there was no noticeable difference in distortion level between analog CD playback and digital CD playback.

There seems to be a slight improvement in noise level and frequency response by including more complete filter circuite. Most sensitive part of distortion, however, is gone for good by this simple fix.

The chief engeneer of the division, tomoya, is seriously asking for succeeding confirmation by other researchers. Over.

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May 20
DOS/Vマガジンのパクリ記事のナゾ(結末編)

先日の、

DOS/Vマガジンのパクリ記事のナゾ(とその、あっけない幕切れ編)

の結末が、雑誌のホームページに記載されている。URLは下記である。

http://www2.butaman.ne.jp/VMAG/wabitei/index.html

”1998/05/07 特集1「究める!CPU戦国時代の選択」に誤りがありました。 p.142のコラム「L2キャッシュに関する考察その1」は,山本智矢氏のホームページ(http://www.tomoya.com/)に掲載さ れている同氏の研究成果を引用して執筆したものですが,記事内で引用先を明記しておりませんでした。同氏並びに 関係各位にご迷惑をおかけいたしましたことをお詫びし,訂正いたします。”

とある。実は、このページにはもう一件、当ページに関係ある記載がある。それは、

パソコン雑誌の程度のナゾ(TOS/Vマガジン特別企画編)

で、当方からの指摘に対する訂正が2月15日号の訂正に載っている。併せて参照されたい。

しかし、Webmasterも落胆して疲れたし、もうすこし器が大きくないといけないと思うので、この手の話題はしばらくおあずけにしたい。また、雑誌も読まないことにする。

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May 18
まっすぐ走らないクルマのナゾ

クルマの中にはなぜか直進性が非常に悪いクルマがある。何度かこの事で友人に相談を受けたことがある。オーナーは揃ったように、

”ステアリングをはなすと真っ直ぐ走らず、道路の段差や傾きに敏感。ディーラーで調べてもらったが問題ないと言われた。”

と言う。ディーラーのサイドスリップメーターの類では、相当アライメントが狂ってない限り異常と出ないようである。

最初にチェックするのはタイヤだろう。実はクルマの4輪の加重はそれぞれ異なる。特にフロントエンジンフロントドライブ(FF)車は左右前輪の加重が異なるクルマがある。エンジンルームの取り回しの都合で、左右のロアアームの長さが異なるクルマもある。荷重やトルクステア対策だろうか、設計時から左右のアライメント設定が異なるクルマもあるようだ。

こういうクルマで長く乗るとタイヤの減りに左右差がつき、どっちかに曲がるクルマになることがある。これの見分け方はかなり簡単だ。左右のタイヤを入れ替えるか、タイヤを新品にすると治る。

もっと微妙なのが、クルマが新車でタイヤやホイールが新品なのに曲がる、という場合である。ホイールにはオフセット量というものがあり、正しい設定でないホイールをはくと真っ直ぐ走らないクルマができる。これはスクラブ(タイヤの接地中心と、タイヤが操舵する軸との距離差)が変わってくるからである。

ユーザーとしては、なるべくタイヤを車体外側ギリギリに出してカッコ良くしたい。とするとオフセット量が過小のホイールを付ける可能性がある。この場合、スクラブ量が過大となり直進性が低下する事がある。

スクラブをプラス側に大きく取るか(操舵軸より接地中心が外にある)、マイナス側にとるかによって操舵性はかなり異なる。スクラブをプラス側に大きく取ると、ステアリングを切れば切るほど重くなるという自然な操舵感覚の代わりに、タイヤがトウアウト気味になり直進性が低下する。

スクラブをネガティブに取ると、デコボコでの直進性が向上する代わりに、ステアリングを切り込むと操舵力がかえって軽くなり、クルマがつんのめりながらまくれ込むような感覚が出てくる。スクラブの設定は、各メーカーに哲学があるらしくいろいろであるが、最近の流行は小さめのプラスに取ることらしい。中にはホイールに極めて敏感なクルマがあるようだ。

もっと重傷な場合もある。ボディーに修復歴が無いが、ロアアームにキズがついている。オーナーに聞くと、以前前輪をドブに落としたとか、段差に乗り上げたとか、縁石に当てた事があるとか。こういう場合がやっかいだ。

サスは前後の衝撃にはかなり強いが、左右方向に当てると簡単にアライメントが狂う。ちょっと強く縁石に幅寄せしてズリズリしただけでも狂うことがある。事故で大破した場合はレーザーを使ったフレーム矯正器で寸法を出すが、一見板金が正常だが微妙に狂っているのは直すのが難しい。

この手のものは、普通のディーラーではなかなか対処してくれない。ロアアームやストラットを新品と交換して終わりである。苦情を言っても、”サイドスリップメーターでは正常です”に終始する。精密な計測装置を備えたボディー矯正の専門工場だとわずかな狂いを見つけてくれるが、板金が一見正常なので直すのが難しい。

不思議な事だが、人間の眼はこの手の狂いに意外や敏感だ。特にキャンバーなどはわずか1度の左右差でも何となくヘンなのがわかる。またタイヤがタイヤハウスのマンナカにない、とかにも気付いたりする。

メーカーにある分厚いサービスマニュアルを見ると、対処方法が書いてある。まずキャンバーだが、通常のFF車だとハブとストラットを結合する大きなネジが2本ある。このネジをゆるめ、細目のボルトを差し、できた遊びをどっちかに寄せてキャンバーを直す。

ストラットタワーのひずみは、ストラットのアッパーマウントの向きを変えて修正する。アッパーマウントの中心にはストラットを固定する孔が空いているが、これがわずかに中心から外れている。これは以前、

サスペンション脱着のナゾ

に書いたが、同じ車種でもパワーステアリングの有無によってキャスターが異なるクルマがある。また、高性能版のクルマだけよりキャスターを寝かすこともある。さらに違うクルマのアッパーマウントを流用し、違った向きに使うクルマもある。従って、マウントを違う方向に付けることにより、狂いを吸収する事ができる。

しかし、マニュアルにはそう書いてあるが、手間の割に工賃が安いせいか、あんまり面倒見が良くないようである。

てっとり早いのは、ロアアームを前にひっぱるテンションロッドをいじる方法である。多くのクルマでは、ロアアームからのテンションロッドが前方に出て、ゴムブッシュで車体に固定してある。このネジを回して、曲がる方向の前輪のロアアームの前方にひっぱり具合を換え、微妙にトーインを調節する。(印象に反するが曲がる側をトーアウトにする治るようだ。)

以前、某社の高級クーペが発売されたとき、真っ直ぐ走らないクルマが大量に出たとか。設計か組み付けのどちらかにミスがあり、アライメントの狂ったクルマが大量に生産されたとか。ディーラーが困ってメーカーに問い合わせたところ、片方のテンションロッドを短くせよ、というのが回答だったとか。

もうひとつ、このクルマは電装品満載のため、慢性的にバッテリー上がり傾向があったとか。300万はしようかというそのクルマのバッテリーは驚くべき事にスターレットと同じ40AH(いまの基準では34AH位か?)だったとか。ディーラーが困ってメーカーに問い合わせたところ、発電器のプーリーを送って来たとか。苦情の出たクルマのプーリーを小さいのに変えて、発電器の回転数を稼いで対処せよ、というワケだ。

それでは高回転時に焼き付く発電器が出てくるのでは?という質問には、壊れた顧客に優先して対策した発電器をまわす、だったとか。ありがちなハナシではある。

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May 16
Pentium-II(Deschutes)カードパターンの風水学的ナゾ(新Pentium-PRO待望編)

以前Pentium-II(Klamath)の266MHzをばらして見たことがあった。写真はそのとき撮影した。

Webmasterが驚いたのは、中にはタンタルコンデンサーが一個しか使われていなかった事である。これではノイズ対策が不足すると思った。さらに、

L2キャッシュ無しインテルの新CPU(セレロン)のナゾ(L2キャッシュの効き目総集編)

にも書いたように、Pen-IIカードといってもCPUはまるでSocket7のようなPGA基板に載っており、そこの2次元に配置されたピンから、1次元のスロット1にパターンが走っている。これでは、CPUとスロット1との距離によって信号ラインが不等長になってしまう。本来なら、距離が近い線はとぐろを巻くか何らかのチップを介してタイミングをそろえる必要があるはずだが、そのような対策はされて無かった。これも不思議であった。

すでに、

440BXマザーボード上のケミコンの数のナゾ(末期的設計編)

に書いたように、マザーボードと440BXチップセットを結ぶ配線では、直線距離の短いやつはかなりパターンがとぐろを巻いているのにである。

今日、Intel's Slot 1 CPUs UncoveredにDeschutesの内部写真があったので、これらの問題がどのように解決されたかを風水学的に見てみよう。Webmasterのポリシーとして他人の受け売りはしない事にしているので、そこの内容にまったく触れずに考察してみる。

まずDeschutesでは、基板のランド部分の面積が増え、またランドがCPUやキャッシュを取り囲むように分布している。これは、直流的にも高周波的にもチップの動作を安定させるためだろう。まあ、いままで行われてなかった事が、インテルの高周波に対する認識の甘さを示している。

セラミックのチップコンデンサーの数が増えているようだ。なかにはかなりサイズの大きいものが含まれていることから、これがノイズ取りに使われていると考えられる。

次にWebmasterが気付いたのは、スロットの直上に四角いランドが16個ある事だ。このランドの働きについて、Webmasterはずいぶん頭を絞ったが、これは多層基板を貫通するスルーホールの大きさを稼ぐことにより、スロット1接点から多層基板への電圧降下を減らす事をはかったものでは無いかと想像する。

面白い点は、この四角いランドはCeleronには存在しないことである。とすると、スロット1の電圧降下やノイズ問題の多くがキャッシュに起因する可能性を示している。

さて、当然最後はCPUとスロットとの配線に注目しよう。配線は行きつ戻りつしながらとぐろを巻いて配線の不等長を緩和している。CPUとキャッシュチップとの間も同様だ。Deschutesではキャッシュチップが4個から2個に減っているが、これによって空いたスペースは、殆どがとぐろに費やされている。

この点でCeleronは、キャッシュが内分だけ配線に余裕があり、配線がより優雅にとぐろを巻いている。CeleronはもともとCPUだけしかのっていないので、そもそもスロット1にする必要があるのかどうかも疑問だ。このままSocket7に焼き直したら良さそうなもんである。

風水学的に考えると、当然Celeronが一番身軽に動作するような気がする。アプリケーションが肥大化し、マルチタスクが高度化するとL2キャッシュの有効性はどんどん低下する。つまり、現状の512KBという量は既にして大きく必要量を下回ると考える。

かといって、スロット1上に1MB以上積もうにも、プアなスロット1の電源問題のため無理だ。キャッシュの速度を上げると同様に電源問題が足を引っ張る。この対策として電源ピンの数を増やし、キャッシュを増やしてCPUと同一のスピードにすると、スロット2になってしまう。しかし、巨大なスロット2を4個も8個も載せたマシンというのが想像できない。つまり八方ふさがりの状態だ。

こうして見ると、Pentium-IIという形態はCPUが約500MHzあたりで打ち止めになると思われる。それを越えるにはCeleronのように身軽になるしか無いが、500MHzを越えるとCPU速度とバス速度の乖離が激しくなり、トランザクションの実効速度が上がらない。Webmasterはこれを密かに、

”CPUのキャビテーション (PAT PEND.)"

と呼びたい。キャビテーションというのは、船のスクリューがエアを巻き込んで(あるいは発生して)、船が前にまったくすすまない状態を示す。

とすると、結局L2キャッシュを1MBも積んだPentium-Proを複数個積み、バス速度とメモリー速度のバランスが取れたシステムが一番のトランザクション能力を発揮することになるだろう。

というわけで、Webmasterのまったく根拠の無い予想が、コンシューマーでは死んだと思われているPentium-Proの復活と新チップセット登場である。当たるか?当たるわけないな。

しかしこれが解決しないと、残念ながらインテル製CPUがエンタープライズサーバー市場を支配することは永遠に無いと思う。

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May 14
省資源電源コード製作のナゾ

Webmasterは連休がきらいである。まず体がダレてしまう。自宅だと各種食い物があるし、外食が増えたりして中年太りが一挙に進行する。家族が”ひょっとして”と世間並みサービスを期待するが、結局果たせずトラブルの元になる。

おまけに連休明けに手術が集中するので体力温存のために殆ど寝たきりである。手術の手順についても悶々として連休中過ごすことになる。

寝たきりの合間にも、何か前向きのことをしなければいけない。以前、

待機電力のナゾ

で触れたように、黒い電源アダプターは結構ムダなエネルギーを喰っている。小さなやつは約3W、大きなやつは10Wにも達する。

そこで、というので連休中、唯一資源を節約する方向に努力したのが山本式省資源電源コードの製作である。つまり、パソコンに関係する電源アダプターをすべてパソコンのon-offに連動させ、待機時電力を節約しようとする意欲的?な取り組みである。

こういう物を作るときには、徹底的に作り込まなければならない。つまり圧倒的な差込箇所数をもって、ムダ使いを根絶しなければならない。ということで業界最高タコ足度を誇るナショナルの差込6箇所のコンセントを用いた。プラグはパソコン電源のサービスコンセントに繋がる。製作方法についてはあまりにも簡単なので割愛する。アースはシカトすることとした。

これで節約される電力はどの程度のマグニチュードになるであろうか。まずHPプリンター10W、モデム3W、デジカメアダプター6W、スーパーウーハー5W、MIDI音源4W、電子楽器5W(なんで?)の合計33Wになる。これが一月でどれだけの電気代になるだろうか?

33WH X 24H x 30days = 23760wH = 24KwH 24KwH x 28 yen = 672 yen

というわけになる。とすると電気代の数%にもなる。普通の家庭にWebmasterほどガラクタがあるかどうかは知らないが、結構この手の電気アダプターが多いのではないか。もしこまめに抜けば数%程度の地球環境への貢献になると思われる。

老婆心コーナー

このコンセントにレーザープリンターや電気ストーブ、電気こたつ、電気毛布、電気ざぶとん、電気炊飯器、電気便座、コーヒーメーカーなどをつなぐと(ありがち)、パソコンのスイッチが焼けてしまうので注意して欲しい。写真をよく見て欲しい。コンセントにマジックで連動と書いてあるのは、その予防のためである。

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May 12
超簡単スピーカーシステム計測のナゾ

Webmasterがオーディオの道を踏み出したのは小学生の頃である。兄から6BM8SELの電源トランスと出力トランスを譲って貰った。スピーカーボックスは机の引き出しにベニア板のバッフルを貼り、吸音材として布団綿を入れ、コーラルの6A7というスピーカーをつないだ。プレーヤーはコロンビアのアイドラドライブにクリスタルのピックアップであった。それで当時は高価だったソノシートのクラシック大全集を聴いていたのである。

当時は私が育った町にも何軒かパーツ屋があった。そこに初歩のラジオをかかえて小学生がパーツを買いに来るのだから、店のヒトがよく棚ずれパーツをおまけに呉れた。そんな時代だから唯一の測定器といえば、サンワのSP-6というテスターであった。だからレンジを間違えて、テスターから煙が出た時には泣きべそになったのを覚えている。

いつか大人になったら立派な発信器とオシロスコープをそろえた研究室を作りたい、と思っていた。まさか頭頸部の外科医になるとはユメにも思っていなかった。

だから医者になった後にオシロを入手したときには、お年玉でテスターを買った時と同じようにうれしかったのを思い出す。残念ながらSP-6は留学中に散逸してしまったが、手元には米国で使っていたタンディーシャックの小さなテスターがある。デジタルテスターも各種在庫しているが、最初に手が伸びるのはいつも一番小さなアナログだ

この10ドルのテスターもなかなかのスグレ物である。感度が悪いからテスターを当てるとロスが出るが、それで回路のインピーダンスが知れる。低い周波数では、針のビビリ具合で周波数の見当が付く。抵抗レンジでは、回路中のケミコンの振る舞いがわかる。これらはデジタルでは見えない。

このテスターは整流にゲルマニウムダイオードを使っていて、無線機を動かすと針が振れるので、無線機の調整にも使えるという低周波から高周波までこなすスグレ物??でもある。

脱線した。貧乏なWebmasterのパソコンにもサウンドブラスター16ぐらいはささっている。最近のパソコンの技術は大した物で、これが大変優れた発信器と計測器になる。これでスピーカーシステムの周波数特性が簡単に計測できる。小学生以来のオーディオマニアとしては、まさにユメのようなオーディオ測定環境が、殆どのパソコンに無料で備わっているわけだ。これを利用しない手は無い。

まず、ソフトウェアはWAVETOOLというスグレ物フリーウェアを入手する。サイトはこちらである。こんなにすばらしいソフトがフリーウェアと知ると驚くだろう。

これには発信器ソフト(Sugnal Generator)があるので、1KHzの純音を出力してみよう。Win95の再生ミキサーを表示しWAVEの音量をあげると1KHzのピュアトーンがスピーカーから聞こえるだろう。ここでマイクはミュートをチェックしておくことが大事。

次にコンデンサー型マイクをスピーカー前に設置し、線をSB16のマイク端子につなぐ。Win95の再生ミキサーをもう一つ表示し、オプションのプロパティーで録音を選び、ソースでマイクロフォンにチェックを入れる。録音ミキサー表示でマイクの選択にチェックを入れ、マイク音量を上げる。そこでFFTソフト(SpectrumAnalyzer)を起動し、RUNボタンをクリックするだけだ。

こんな波形が見える。SB16で作られた純音がSB16のメインアンプを経てスピーカーに出力され、それをマイクで拾ってSB16の入力回路からパソコンにサンプリングされ、周波数解析(FFT)されている。ちょうど一巡りである。

周波数成分では、当然1KHzに山が立っている。これから歪み率を求めてみよう。もし歪みがたいへん多いようでは今後の計測がままならない。

オーディオで通常いう歪み率とは、原音に対して全高調波成分の和の%を示す全高調波歪み(THD)のことを指す。グラフを見ると、1KHzの原音に対する2倍高調波は殆ど見えず、3倍高調波は-50dB以下(一目盛り20dB)である。通常、偶数倍の高調波はメカニカルな原因で、奇数倍の高調波は磁気回路に起因すると言われている。

それ以上にも高調波らしきものがいくつか乗っているが、部屋の暗騒音にまぎれてはっきりしない。暗騒音のために極めて大ざっぱな計測で申し訳ないが、高調波を全部足しても-40dBに届かないから、SB16のDAコンバーター、アンプ、スピーカー、マイク、マイクアンプ、ADコンバーターという系を含めて歪み率は1%以下ということになる。

石が飛んできそうないいかげんな計測だが、原理はそんなものだ。JISでは、各高調波の自乗の和のルートを原音で割って求めるのだが、通常スピーカーの山谷は激しいので正確な歪み率は永遠に求まらないと言われている。耳で聞いて歪みを感じるようだと5%以上であるとも言われている。

SB16はずいぶん歪むと言われているが、問題は歪みよりノイズのようだ。

次に発信機ソフトでホワイトノイズを指定する。スピーカーからサーという音がするハズである。ここでスピーカー出力の電圧をLine-inに接続し、録音ミキサーマイクを絞った後にLine-inを選択して音量を上げてみよう。ホワイトノイズはすべての周波数成分が均一に混ざった音である。

このときのスピーカー端の電圧が左の図である。FFTは殆ど水平線を描いており50Hzから20000Hzまでは3dBに収まっているので、スーパースロットスタビライザー改造を施したSB16のメインアンプは割と上等だ。これなら、スピーカーの信号源として使っても大丈夫だ。

スピーカーの周波数特性計測は簡単だ。ホワイトノイズをスピーカーから再生し、それをマイクで拾ってFFTを表示すると、簡単に周波数特性が解る。純音の周波数をスキャンしてもいいのだが、ホワイトノイズを使う方が簡単であり、近所迷惑にもならない。不思議なことに、スピーカーは純音の場合音量の大小、周波数の大小のスキャンに対して特性にヒステリシスを生じfoなんかが動いたりする。

もちろん周波数特性だけがスピーカーのすべてでは無い。トランジェント応答は非常に重要だが、それについては近日中に報告したい。

これから示す計測はJIS規格とは厳密には異なるが、実際の使用条件に遥かに近い有用な物と言える。問題はマイクの特性だが、パソコン付属の安物コンデンサー型マイクでも驚くほど周波数特性が良好であるので、この際あまり考えないことにする。原価\100程のマイクが、昔の放送局用マイクよりHiFi(いまや死語)なのである。

というわけで、最初にアイワの1万円台ミニコンポ付属の推定価格\2000のスピーカー(写真上)の周波数特性を見てみよう。スピーカー口径は12cmである。

低域の共振周波数(fo)は約120Hzと高いが、バスレフのポートは約80Hzにチューンされており、そのミックスによって低域はあたかも密閉箱であるかのような特性を示している。トータルで約85Hzから10KHzまではまずまずの周波数特性である。

え、こんなギザギザで?という声が聞こえてきそうだが、実はこれは少ない方である。市販品のカタログの曲線にはあまり山谷が無いのは、かなりウソっぽいのである。

山谷は、スピーカーのコーン紙のいろいろな部分から出た音が干渉してできる。また高域ではコーン全体が同一のピストンモーションでなく、各部分が位相の異なるバラバラの振動(分割振動)になることも原因となる。

さらにスピーカーの個数が複数だと、つなぎ目(クロスオーバー)付近の周波数では、計測する場所や角度によってさらに激しく山谷を生じる上に、位相も激しく変化する。Webmasterがボーカル領域にクロスオーバーを持つマルチスピーカーを嫌う原因がそれである。

次にニアフィールドスタジオモニターとして定番のオーラトーンを計ってみよう。スピーカー口径は約12cmである。これはかなり入手に苦労したシロモノで、普通の店ではなかなかお目にかかれないと思う。

これは密閉型だが、コーン紙のコンプライアンス(柔らかさ)と吸音材その他が絶妙のチューンがされており、かなり低域が伸びたフラットな特性となっている。もちろん重低音は出ていない。

特性は同じ口径のアイワとよく似ているが、全体に山谷が少ないのが印象的だ。またアイワのが大きめのバスレフなのにたいし、こちらは小振りの密閉型であるにもかかわらず、低域がよく伸びていることが解る。

特に高域の山谷も少なく、スタジオモニターとしての素性の良さを示している。山谷を減らすのに、コーンやエッジ、さらに磁気回路のに高度なノウハウが必要なのである。やや中音域が下がっているのは、中に何らかのイコライザーがはいっているせいではなかろうか。実際の音は重低音こそ聞こえないが、まったくクセの無い音である。

最後に、フォスターの名作FE103Eを小さな密閉箱に入れたシステムを計ってみた。このユニットも各部の剛性が高く、パンチのある音質が有名である。かれこれ30年位続いているモデルだ。いまはフォスターって言わないらしい。

スピーカー口径は約10cmである。これまたフラットな特性を示している。150Hzから2KHz近くまで完全にフラットであり、ボーカルの重要な周波数帯域はコーン紙が完全にピストンモーションであることがわかる。それ以上も山谷が少ないのは、概して口径が小さく、コーン紙の剛性も高く、さらにエッジも上等であることを示している。

それ以後、小口径らしく高域は10KHzまで3dBほど上昇するが、10KHz以上はなだらかに低下する。小口径スピーカーとしては理想的な特性だが、唯一9KHzあたりに弱いピークがあり、これが少しキンキン鳴るFE-103Eの印象とよく合う。このピークは無理にとるよりは、スピーカーの前のグリルの布で調節すると良いかも知れない。

今回解ったのが、アイワのスピーカーは値段のわりには良い特性だった事である。聴感上はまずまずだったことと一致する。いずれのスピーカーも口径が小さいため、ボーカル領域で山谷の少ない素直な特性になっている。

マルチスピーカーシステムを計るとずいぶん悲惨な特性になるので、ぜひご自慢のスピーカーをパソコンで計測してみて欲しい。あまりにも山谷の多いのにがっかりすることを90%保証する。またスピーカーとマイクの距離や角度によっても特性が激変するのが解るだろう。

こうしてみると、この手のスピーカーに上質なスーパーウーハーを組み合わせて100Hz以下を補ってやるのは悪くないということが解る。最近ボーズやヤマハが力を入れているやり方だ。特にボーカルで大事な150Hzから3KHzあたりまでを複数のスピーカーに分割したのでは、時間空間的にちぐはぐになる可能性が高い。

スピーカーはデカければ良いという時代では無いのだ。

老婆心コーナー

この計測は、超簡単と書いてありますが、ある程度のパソコンとオーディオの知識を要します。書いてあることが解らない場合は、すこし調べてから試して下さい。

また超弩級超高級なスピーカーの性能が悪かったからといって、周りにあたるのはやめましょう。

なお、サウンドカードが半二重(つまり出力と入力が同時に出来ない)場合は、オーディオ計測用CDを使うか、あるいはパソコンを2台ご使用下さい。

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May 10
DOS/Vマガジンのベンチマーク記事のナゾ(ボロボロのデータ編)

うーーん。この5月15日号は見れば見るほどボロボロである。

仮想CeleronとPentium-IIのベンチマークがページ148とページ153にあり、結論はCeleronはPentium-IIに比べ極めて能力が低い、ということになっているが、数字がヘンだ。ちょうど、impressにセレロンのベンチマークがあったので、比べてみよう。


           DOS/Vマガジン              Impressデータ
          (マシンP2B)              (マシンP2L97)
      Pen-II-266(148p) 仮想Celeron266(153p) Pen-II-266(66x4) Celeron266(66x4) Celeron300(75x4)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
CPUMARK32           992                 345
           (726)           (300)

FPUMARK            2050                1220
                   (1380)             (1100)

Super PAI                                              7m38sec          9m05sec       7m16sec
                  (9m21sec)     (12m18sec)

Intel Media BENCH   509                 295             305               269            308
                   (346)               (306)

Winstone 5          3.18               1.59
3DWinmark4          7.05               4.02

-------------------------------------------------------------------------------------------------------
( )内はWebmasterのPen-IIマシン(266MHz、440FX)のL2キャッシュ有り、無し
Impressの結論はCerelonの300MHzがPent-IIの266MHzに相当するとか。つまり約12%程度の違いで、同じ周波数では体感差は無いということだ。私もそんなものだと思う。(  )内がWebmasterのマシンだがImpressのデータに近い。 これではSuper-PAIで少し差がついているが、Celeronには何か差を埋める細工があるかも。

しかるに、DOS/Vマガジンのデータはヘンだ。例えばCPUMARK32がPen-IIで992がどうしてCeleronで345になるのだろうか?

ページ148、149のグラフをよく見ると、Pentium-IIの266MHz、400MHz、448MHzのグラフがすべて間違って入れ替わっているようだ?そう考えないと、ページ145とページ149のデータが合わない。とするとCPUMARKは654で、IntelMediaBenchは336なのでは無いか?

これだと、例えばIntelMediaBenchではPentium-II(266)と仮想Celeron(266)との差が約11%でハナシがあう。いずれにしてもPentium-IIと仮想Celeronの差はもっと小さくなる。とすると、今度はページ153の記事の、両者に大差ありという内容がおかしくなる。

ページ154のコラムでは、Pen-IIのL2キャッシュOFFでは、CPUMARK32が654から345に半減することを強調している。しかしデータ量が巨大でマシン負荷がもっとも重いインテルメディアベンチでは、それぞれ336と295と11%しか差がない。その程度の差は体感するのは困難だ。

この記事と、特集1のコラム(May 9参照のこと)との議論の差をフォローする編集部注(ページ153)もずいぶんヘンだ。L2キャッシュの効果はそもそもその程度であり、特集1のコラムとまったく矛盾しなくなるのだ。

Webmasterのデータでは、実アプリでのL2キャッシュの効果は10ないし15%程度、サイズが極めて小さくかつ極めてローカリティーが高く特に緻密にくまれたコード(たとえばSuperPAI)でもなかなか30%に達しないというのが現状だ。だからこそ、IntelはCeleronを出してきた。

WebmasterはCPUMARK32はCPU自体の演算よりはL2キャッシュへの依存が過大で、Pentium-IIのL2キャッシュに対して過剰に有利であり、CPU自体の演算能力を示すベンチマークとしても適当でないと考えている。CPU演算の比重が極めて大きくローカリティーにも配慮したSuperPAIに比べても過大な差である。

というわけで、このベンチマークはボロボロだ。この号にはメモリータイミングに関してページ202からすばらしい記事があるのに、かたやこれほど杜撰な記事があるのが残念である。

老婆心コーナー

L2キャッシュに信仰を抱きベンチマークの呪縛にとらわれているムキは、ハナからCeleronを買おうなんて思わないから、Intelの策略に簡単にハマるだろう。

L2キャッシュの無いCeleonは同クロックのPentium-IIより10ないし15%遅い。しかしCerelonをバスクロック100MHzの440BXマザーで400MHzで動かしたらどうだろうか。Pentium-IIとの差はさらに縮まり、市価2万円台のCerelonの性能は市価8万円台のPentium-IIの350MHz相当になる。これに気付かれたらエライことである。

しかし、大半の人はこの美味しい話に気付かない。もったいない話である。

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May 9
DOS/Vマガジンのパクリ記事のナゾ(とその、あっけない幕切れ編)

Webmasterは、このホームページの実社会に及ぼす影響力について、計りかねている。以下のことは、最近やや疲労蓄積気味のWebmasterの妄想か記憶違いもしれない。従ってそれが本当に妄想か記憶違いかどうかは、下記を読んだみなさんの判断にまかせたい。

と書いたが、たった今(Sat, 02 May 1998 00:53:10 +0900に)当事者から連絡があり事実関係が明らかになった。Webmasterはこれでメシを喰っているわけでないので、雑誌側の対策を見るまでこの問題はしばらくこれ以上の処置はとらない事とした。

まあ、ゴールデンウイーク前で校正を急いだため、引用先のWWWアドレスを記載するのが間に合わなかったという線で納得したい。当事者は本ページの信奉者とかだし、かなりレベルの高い評論を書いているので、今後もレベルの高い記事で活躍して欲しい。

問題の記事は、DOS/Vマガジン1998年5月15日号(つまり最新号)の、”インテルvs互換CPUパフォーマンス対決”という記事だ。最近DOS/Vマガジンを立ち読むすると、どこかで読んだ気がするなあ、と思うことがあった。しかしこのコラムを見て驚いた。142ページのコラム、”L2キャッシュに関する考察 その1”は、

April 9
L2キャッシュ無しインテルの新CPU(セレロン)のナゾ(L2キャッシュの効き目総集編)

のパクリである。

----- 以下 DOS/Vマガジン引用 -----

(この部分は都合により削除)

---- 以上 ----

記事中の表現も、”巨大アプリケーション”とか、エディタと日本語IMEのの話、MMXPentium/200MHzとの比較など、まるでデジャブーを見るかのようである。多くのヒトがこのコラムを私が書いたと思ったとか。

そもそもWebmasterはパソコン雑誌をあまり買わない。A社系はWINTELの広報誌だし、S社系はとにかく編集が杜撰で間違いが多い。

しかし5月15日号は、敬愛する某氏がメモリー関係の記事を書かれている、というのでここ福岡では実に3日遅れで入手した。いつものように目的の記事だけを読めば良かったのだが、昼食中だったので特集記事を読んだのがいけなかった。

忙しいWebmasterは、サウンドカードの改造などは昼飯を喰いながらやる。時々箸とはんだごてを取り間違えてあぶない目にあう。この場合、カードの接点にご飯粒がつかないようにだけは注意する必要がある。

あれ、巻頭の文章の雰囲気が違う。ついにDOS/Vマガジンもベンチマークによく効くL2キャッシュの呪縛から解放されつつあるかなと、例のコラムを見たのがいけなかった。まったくのパクリに思えた。しかしパクリに思えるのは疲労蓄積による妄想かもしれない。

そこで調査を始めた。まず筆者のマシン(複数)から当ホームページのアクセスをログで探したが見つからなかった。しかしメイルアドレスのあるプロバイダー2社の埼玉付近のアクセスポイントから、問題の文章をアップロードした4月5日前後に複数のアクセスがあったことを見つけた。

そこで、筆者におたずねのメイルをうったところ、筆者からあっさり引用を認めたメイルが来てしまった。以前からL2キャッシュとベンチマークの関係にかなり疑問を持っており、このホームページの内容に共感するところ大であったとか。そこで怒るのはやめることにした。過去の解説を見たところ良質で出典も明記してある。

この号の特集ではL2キャッシュの有効性の見解について、ライターや編集部の中でかなりの不統一が明らかになったようだ。ぜひページ153の記事や同段欄外の編集部注、さらにページ154のコラム”L2キャッシュに関する考察その2”を参照されたい。

雑誌にまで嵐を呼ぶホームページ(クレヨンしんちゃんのパクリ)になっているようだ。情報産業や半導体産業やメディアをはじめとして、殆どすべての業種がWINTELの大本営発表にふりまわされる現状に、Webmasterはかなりの危惧を感じている。

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May 7
CD-ROMのデジタル出力をSoundProにつっこむ方法のナゾ

さて、サウンドカードのアナログ回路のノイズは、ケミコン変造とドライバー入れ替えで一応の解決を見た。ノイズのFFTは-90dBをクリアしているし、CD-ROM入力とLine入力をdisableすると-100dBを下回る。

問題はデジタル入力(SPDIF)だ。Webmasterはアコースティックを重視するため(?)MDやDATは持っていない。しかしまてよ、パソコンのCD-ROMには確かデジタル出力があったハズ。さっそく32倍速のATAPI規格CD-ROMドライブ(SONY-CDU711)の後ろを見ると、Reservedという端子があるのが怪しい。以前見たCD-ROMドライブにはちゃんとD-OUTと書いてあった。

CD-ROMをバラして基板を見ると、しっかりD-OUTを書いてあるので、これにつなごう。問題はぴったしあうロック付きコネクターが無い。手持ちのケーブルのコネクターから、コンタクトピンを抜き、信号側のみテープを巻いて絶縁し直接CD-ROMのコネクターにつっこむ。線をツイストペアーにして何も考えずにsoundProのSPDIF入力につっこむ。

パソコンを起動して、MIXERでデジタル入力を指定し、専用CDプレーヤーソフトを起動すると音が鳴っている。本当にデジタルだろうか??試しにアナログケーブルを抜いても鳴っているから間違いない。

アナログ入力とデジタル入力を効き比べると、デジタル入力はF特性が伸びてヌケの良い青空のような音だが、高い音にシャリシャリジュルジュルとわずかに歪が入る。アナログ入力の方はヌケが悪くレンジの狭さを感じるが、歪は全く感じられない。

この歪と音質差は、ヘッドホンでないとわからない程度だ。しかしデジタル処理によるラウドネスや3D効果を入れると、デジタルの歪っぽいのがワサワサと増強される。聴感上の印象からすると、高調波歪というよりはデジタル処理に関係する歪のようだ。

可能性として、ビット入力へ同期する際ジッターが生じて同期に乱れがでるのか、あるいはビット演算のバグでは無かろうか。ドライバー更新で改善することを期待している。

実はSoundProのデジタル入力がTTLであることは知っていたが、CD-ROMの出力がTTLかどうか知らなかった。鳴った後でオシロで計ったのが写真である。クロック44KHzとのことであるが、1div=0.2usから計算すると、個々の信号は約1MHz前後とのことで、安物ストレージでは少し苦しい。波形は立ち上がりが鋭く、軽いアンダーシュートがあるだけで、大きなジッターが生じるとは思えない。バッファーを付けても解決しないハズである。

おそらく、SONYはCD-ROMドライブの出力(5VTTL)を通常のSPDIFの出力(+-0.5p-p)と混同されることを恐れて、わざとReservedと書いたのだろう。試しに手持ちのCD-ROMドライブの後ろを見るとどれにも怪しげな端子がある。本来CD-ROMから音声やビデオなどをデジタル出力する予定があったのだと思われる。

そうそう、CD-ROMといえば、仕事場のMKE規格倍速ドライブが次々にお亡くなりになった。バラして起動させてみると、レーザーピックアップのシークやフォーカス、首振りは正常だが、スピンドルモーターが不良でCD-ROMが回らない。

そう、四国にあるMKEさんトコの製品である。同じ型番のドライブがもう4台も同じトラブルで壊れた。マッキントッシュの7100や8100のSCSIのも機械的には同じ設計なので、そのうち壊れるだろう。Webmasterをはじめ、仕事中の音楽を楽しみにしている事務のコたちがえらく迷惑している。

規格ではMTBFは25000POH(20%duty)とあるが、1000Hも使っていない物が4台も壊れている。MKEの事だからどうせ手抜きをしたのだろう。この型はCreativeLabやAppleに採用されて世界中にばらまかれているハズだが、ウチのはどれも特別当たりが悪いのだろうか?

以前は不良PlusCardやQブランドHDDが出回ったそうだが、今度はCD-ROMか。巷では、P社系には時に物作りの誠実さが欠けると言われているが、私もそう思う。Webmasterはかなり怒っている。

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May 5
デジタル入出力付き安物サウンドカード(\2480ナリ)のナゾ

巷では、デジタル入出力(SPDIF)付き安物サウンドカードSound-Proなるものがハヤリらしい。Impressの秋葉原ホットラインでも取り上げられている。まさか、福岡にこの話題の安物カードがあろうはずがない、と思ったら、Sフトアイランド博多店に\2480であった。これは買って改造しなくてはならない。

ひとまずインストールしてみるが、聞きしに勝るひどい音質である。まず全体にサーとノイズレベルが高い。オマケにCD-ROMが起動するたびにブーーンと音が入る始末である。これは電源のデカップリングが悪い証拠だ。

おまけに高音が濁る。3Dとラウドネスをイネーブルにすると、高音に明らかなチャリチャリしたひずみがある。アナログ回路だけでなく、デジタル回路にも問題があるようだ。

早速、風水学的に変造だ。このカードは12V電源しか使っていない。スロットから12Vが入る所の10uFを取り除いて、代わりに1100uF(写真大きなケミコン)を入れる。これにパラに基板ウラに10uFタンタル(写真の青色)も入れた。

プリアンプには12Vから3端子電源レギュレータで5Vに減圧されている。ここはあまり電流は喰わないところだし、ヘタにケミコンを入れると3端子が昇天してしまう。そこでプリアンプのVccに4.7uFタンタル(写真茶色)を、またデジタルチップのVccにも4.7uFタンタル(写真茶色)を入れた。

画像では、加えた部品に(*)のマークを付けている。Webmasterは、インストール時に重要な情報やジャンパーセッティング、シリアルナンバーや、同規格の他社製品番号などをマジックで直接基板に書くようにしている。CD-ROMの登録番号なども直接マジックで書いているが、何度もこれで助かっている。

変造前後のノイズを計ってみた。lineとCD-ROMはイネーブルにし、CD-ROMは最小、lineは中間にしてある。

変造後は、ノイズピークは完全に消失し全般的にノイズが数dB減少した。しかし、しかしである。まだ何となく歪みっぽい。3Dやラウンドネスをイネーブルにすると、とたんにノイズが増え歪み出す。さらにline-inのミキサーボリュームの位置でノイズレベルが変わる。

マイクやWAVEはイネーブルにするとノイズが増える。これは当たり前だ。不思議なことに、Line-inは最大でも最小でもノイズが増える。なぜか少し上げた付近が最良で、図から下にはずれるほどであった。

ノイズフロアはDC付近が高い。これはDCオフセットの影響かもしれない。そこでARISTOのホームページの最新ドライバーを仕込んだ所、下図のようにトータルで20dB近く改善した。歪みもかなり減った印象だが、まだわずかに残っている。どうもデジタル回路が絡むとひずみが増えるようだ。

Webmasterのspeculationであるが、デジタル回路や演算のいろいろな所でDCオフセットが悪さをしているのではなかろうか。アナログ、デジタル、演算、ドライバーともに細部のツメが甘いのだろう。もっとも\2480だから多くを望む方が間違っている。

このカードは、まさに超高機能デジタル粗悪品である。しかしこんな価格でいろいろいじり回せるカードは他に知らない。変造コストパフォーマンスは最高と言える。近い内にCD-ROMのデジタル出力をつっこんでみようと思っている。

蛇足

このカードのデジタル入出力改造に関しては、ねこの部屋が詳しい。

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May 3
DOS/VマガジンとWinPCはどっちが高度か?(L2キャッシュとタスクスイッチの呪縛編)

Webmasterはあまりパソコン雑誌を買わないが、最近のwinPCは少し気になる。話題は100MHzバスと440BXだ。これに関してDOS/VマガジンとWinPCの言っていることはかなり違う。

DOS/Vマガジンは、440BXマシンは440LXマシンより早くないので、100MHzバスの御利益はあまり無いというヘンな結論になってしまっている。CPUの内部クロックを同じにしてバスクロック66MHzと100MHzを比べると、ベンチマークでは殆ど差が無いというのである。

このページの読者なら辟易していると思うが、L2キャッシュにはまってしまうベンチマークを選べばそういう結論になるのは当たり前である。芸の無いハナシだ。

しかしもう少し詳しくデータを拾うと、ビジネスアプリのベンチでは7-8%の差が出ている。Webmasterもそんな物だろうと思う。肥大化したビジネスアプリはL2キャッシュからあふれてしまうので、正味のメモリー転送能力が効いて来る。

メモリー転送能力を始めとしたハードの地力による利得は、OSやアプリの負荷がより重く高度になる程効いてくる。一方、L2キャッシュによる利得は、逆に条件が悪くなるほど減るのである。

一方、winPCの方は結構詳細な分析を行っている。同様にCPU内部クロックを一定にして、バスを66,75,83MHzと変えてベンチマークよりメモリー転送能力を中心に分析している。メモリー転送量は、32kBと1MBを比べている。

結論として、スロット1のメモリー転送32kBではバス周波数の影響は小さいが、1MBになるとバス周波数に比例して性能が上がる。一方socket7では、32kBも1MBもバス周波数が高いほど性能があがるという結果で、実にリーゾナブルだ。

Socket7では、32kbの上昇はL2キャッシュ周波数上昇の影響が主であり、1MBの上昇は、メモリー転送能力などの向上によるのだろう。このことは、L2キャッシュ無しインテルの新CPU(セレロン)のナゾ(L2キャッシュの効き目総集編)の主張ともあっている。

サイズ別メモリー転送能力とL2キャッシュの解析は、このページでも延々やってきた。つまり、肥大化した現代パソコンでは、CPUの瞬間風速的ベンチマークの価値が低下する領域に達した、ということだ。

良く小学生が、世界で一番早い車はフェラーリだとかポルシェで、どっちが何馬力でゼロヨン何秒、と言い合っている。大人になれば、フェラーリに乗るより渋滞に当たらないように時間帯と道路を選んだ方が早い事を知る。パソコンも、その領域に達しつつある言うことである。

これは、汎用機がその昔に、ついでVAX780が、UNIXが、Netwareが、そして現在WinNTが直面している、タスクスイッチやトランザクション能力の問題にWIN95がつきあたった、ということである。

いまやネットワークOSという言葉は死語となった。OSにネットワーク能力があるのは当たり前である。今、このページを読んでいるあなたのパソコンは何をしているだろうか。ネットワークのレイヤーでは、やってきたパケットから情報を組み立て、それをWinsockのAPIでブラウザーに渡している。場合によっては、暗号を解いているかも知れない。

ブラウザーは情報をグラフィック表示する。漢字のフォントを引いて文字を表示しながら、一方では圧縮されたGIFなりJPEGなりを展開し絵を描いているだろう。場合によれば、JAVAscriptやJAVA、ショックウェーブにActive-X、さらにソフトウェアMIDI-Plugと、雑多な事をやっているだろう。コードも16bitのものと32bitが混在し、CPUのモードも変化する。

この全ての仕事をたった一個のCPUが、時間を切り刻んでやっている。一つ仕事をしては、その途中結果をスタックに積み、次の仕事をやる、という具合だ。人間なら発狂するだろうが、CPUも同様で、コードもデータも時間、空間的に雑多であり、サイズも大きくローカリティーの低い、すなわちキャッシュの効き難い状態である。

そのことは、INTELのPentium-IIのホームページに掲げてある結果でもわかる。ぜひ、Pentium(R) II プロセッサ・パフォーマンス指標を見て欲しい。

ビジネスアプリの性能の向上は、CPUMARKやi-COMPの向上程でなく、クロックにして倍も違うPentiumPro200MHzとPentium-II-400MHzの性能が、大半の項目で倍も違わない。まして測定が、PenProは古い440FXにPCIグラフィック、かたやPen-IIは440BXマザーで100MHzバスのAGPグラフィックなので、正味の差はさらに小さいと考えるべきだろう。

中でも悲劇的なのは、タスクスイッチング能力である。Penproの1.17に比して、Pen-IIは1.44に過ぎない。クロック倍にして20%程度の違いだ。タスクがスイッチされると、キャッシュのミスヒットが飛躍的に増え、正味のメモリー転送能力が効いているからである。実は、Pen-IIはメインメモリー転送が遅い。

これはWebmasterの使用感とも一致する。Pen-IIマシンは、画像解凍などは早いが、窓の切り替えはもっさりとしているし、立ち上がりも遅い。クルマで言えば、直線加速は早いが、テクニカルコースではあまり早くないようなものだ。

汎用機、VAX、そしてUNIX,winNTなどのサーバーも同じ事を過去に経験してきた。いかに早いCPUがあっても、タスクを頻繁に切り換えるとキャッシュミスヒットが多発してCPUの効率が低下する。例えば100kBのJPEG一枚を解凍するより、10kBのJPEGを10枚同時に解凍する方が遥かに負荷が重い。

そこでCPUをたくさん積んで、タスクを分配してスイッチの頻度を下げ、効率の低下を防ぐ。別にCPUをたくさん積んでも、ピーク性能があがるわけでは無いが、CPUがタバになることが効く。

シングルユーザーのクライアントマシンであったwin95も、インターネット時代を迎えて、ついにその問題につきあたりつつある。程度の低い雑誌のベンチマークに、一喜一憂するのはやめよう。

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May 1
440BXマザーボード上のケミコンの数のナゾ(末期的設計編)

ちまたでは、Pentium-IIの440BXマザーボードが登場したが、Webmasterの目はCPU周辺のケミコンの数に釘付けになった。さらに風水学的に問題な仕上がりになっている。

Pentium-IIのマザーボードになぜケミコンの数が多いかについては、再度ペンティアム-IIの限界のナゾL2キャッシュ無しインテルの新CPU(セレロン)のナゾ(L2キャッシュの効き目総集編)でも触れたが、これが100MHzフロントバスを実現するためには、もはやデジタル回路設計の常識を超越した設計が行われているようである。


例えば、ASUSの440BXマザー(左)と440LXマザー(右)を見比べてみよう。一見よく似ているが、見る人が見ればけっこうな違いがある。

Pentium-IIマザーではCPU周辺に10個位ケミコンがあるのが普通である。これは、Pentium-IIがsuspendやHLTから復帰した瞬間のスロット1接点容量不足対策である。440BXマザーでは、さらに電源コネクターからDIMMへ直接太いパターンが走っており、DIMM周辺にケミコンが追加されている。これはDIMMのノイズ対策と思われる。

それだけでない。スロット1から440LXへの配線は比較的直線的であるが、440BXの方は配線がかなりうねっている。これは、再度ペンティアム-IIの限界のナゾで指摘した通り、スロット1の信号ラインが不当長であることに対する対策と考えられる。440BXからPen-IIへ物理的に短い信号ラインはうねって、長さを稼いでいる。440BXとAGPを結ぶパターンも太くなっている。

さらによく見ると、440LXでは5つあったPCIが4つに減っている。これはPCIスロットの負荷を減らすためか?他にも、スイッチング電源のノイズフィルター用トロイダルコイルが一個増えていが、ノイズ対策だろうか。あるいは発熱対策にチップセットへの電圧を下げているのだろうか?

impressの440BX写真によると、どのボードもケミコンの数の増え方はハンパでなく、ASUSなどはケミコンが一番少ない部類に入る。これで大丈夫だろうか。いまやマザーボードで一番大きな建造物はPen-IIでなくケミコンになりつつある。ケミコンと行っても、スイッチング電源ノイズ対策の高級品である。

例えば、安定性を重視するGigabyte(左図)ではケミコンは総数約30個、所詮コスト重視のAOPENだと総数20個、同様に楽観的な設計のEPOXは総数約20個、安物の割に堅い設計のSOYOだと総数約42個、極めて設計の堅いMicrostarだとなんと総数約45個にもなる。どのマザーも90%は同じ部品を使っているのに、ケミコンの数はメイクによって倍も違う。Gigabyteのケミコン配置と数をASUSと見比べて欲しい。

もちろんケミコンが多いほど設計が上等とは限らない。設計がマズいためにたくさん入用だったのかも知れない。しかし手堅い設計のGigabyteやMicrostarはPCIバスやISAバス付近にも多数配置していることを見れば、メーカーの程度とコスト意識が簡単に判断できる。ちまたではASUSが人気だそうが、WebmasterはSP-97Vの経験で決して作りがベストとは思わなかった。ただし、サポートやBIOSのupdateは熱心であるが。

ケミコンの効能については、山本式スーパースロットスタビライザーのナゾ(風水学的スロットノイズ根絶編)を参照していただくとして、ツヒニ、スロット1モ来ルベキ本土決戦ヲ控ヘテ乾坤一擲、ケミコン大作戦ヲ展開中シツツアル。

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