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PCの魔改造『M.2SSDの外部電源化』

日記・雑記
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OSを入れるCドライブと、音源データを入れるストレージにも『M.2 SSD』を使うのが信号の伝達距離(最短)、伝送速度(余裕)などの物理的な項目においてオーディオ用途として最も適していると考えています。
 
しかし、
そうしかし、
致命的な欠点があるのです。。。
 
M.2 SSDはマザーボードに直挿しして使用するので前述のメリットが得られるのですが、逆に欠点としては(マザーボードに直挿しだからこそ)電源がマザーボードから経由供給されるのです。
マザーボード内を巡り巡ったノイジーなDC3.3Vを『音の源流』に投入するのだとイメージするとちょっと嫌でしょ?
その点、従来のSSDやHDDは別電源だからその電源供給元をきちんとしてやれば良かったので、伝送経路での音質劣化のデメリットはあるものの、外部電源の質で挽回して音質的に有利とされているように思います。
 
ほんじゃあ、M.2SSDを外部電源で駆動できればこれこそが理想じゃない?
 
ということを思い付いたのでやってみました!
 
M.2 SSDはOS用とデータ保存用に250GBを1枚使っていたのですが、OSとデータを分離させるのも音が良くなりそうなので、今回データ保存用としてM.2 SSDの1TBを1枚追加購入しました。
 
 
外部電源化を行うに当たって必要な部品が
「M.2 SSD NVMe → PCle4 変換カード」
です。
 
 
今回はこれを2枚購入して電源供給部分を魔改造しました。
 
やったことは単純です。
マザーボードから供給されるDC3.3Vの配線パターンをカットして、
マザーボードからの電源供給をシャットします。
その上で、
カード上にSATA電源を繋げられるように電源線をハンダ付けします。
 
こんな感じ
 
 
今回は更なる音質向上を狙って2点追加改造しました。
①薄膜高分子積層コンデンサPMLCAPの0.01μFを追加で取り付け
②GNDの強化として1mm厚の銅板を追加で取り付け
 
 
 
 
 
電源は窒化ガリウムATX電源のDC3.3Vを使いました。
このGaN-ATX電源はオーディオPC用としては最適解だと思いますし、
1600Wの大容量も「音の余裕感」に寄与する素晴らしい製品だと思っています。
 
 
PCに組み込んで電源オン!
いつものことですがこの瞬間がドキドキします。
無事に起動しました。
 
まずは電源比較ということで従来通りのM.2SSD一枚バージョンで聴いてみました。
外部電源化の効果は感じ取れました。
音の源流部分に供給する電源の質はそのまま音のポテンシャルを決めてしまうものなのかもしれません。
なんというか、素質が変わったような。。。
例えるなら、見た目が普通の男がモテるためにファッション等を頑張って「雰囲気イケメン」になったのに対して、「生まれついてのイケメン」みたいな感じ。
そう、
これまでは「良い音の感じの音」だったのが「滲み出る良い音」になったというと言い過ぎかなあ。
音の質が良くなったのは間違いない。
 
M.2 SSDを2枚使って、システムと音源データの格納場所を別けた場合の違いについては違いが感じられました。
分けた方がアンビエントの再生力が増して私好みでした。
ただ、これに関しては2枚に分けた事が要因なのか、2枚目のM.2 SSDがWDのBlueなのですが、このWD Blueが良かったのかは判断がつきません。。。
感覚的には2枚分けの方が正しいような気がするので今後は2枚ワケとします。
 
今回のDIYで送り出し側のPCはほぼ完成したので更なる向上を目指して次は音の出口側のDIYをしていきます!
というか、すでに2つくらい準備を進めていますので追って報告します。
 
 
 
 
 

 

コメント ※編集/削除は管理者のみ

  1. CENYAさん こんにちは。力作です!!

    GaNかどうかは別として、この手の電源ボタンのスイッチングには2種類あって1つはPFCのスイッチングと2つ目はDC出力のスイッチング。それぞれ周波数はべつべつなので一般には異なるのですが幾らGaNが高い周波数特性で使えるからといっても実例をみると100kHz以下での使用が多いようです。(500kHzだとか2MHzだとか高ければスペックに掲載されるはず?こちらのCorsair電源は非掲載。)

    前置きが長くなりましたが、カード側に搭載のひときわ目を引く表面実装の電解コンデンサーをOSコン系に交換して隣のセラミックコンデンサーらしきものは撤去するともう一段良くなるかもしれません。例えば固体電解コンデンサー
    https://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-14450/
    (後述しますがセラコンを外すかどうかの判断には少し確認が必要です。)

    (電源ユニットの発振周波数の?)100kHz以下という範囲は電解コンの担当というか持ち回りになるので、そこは汎用品よりも低ESRなものに交換すると良かろうイメージです。
    近くのセラミックコンデンサーは、電解コンデンサーと並列になっていると思われますが、並列でなかったら取り外し不要です。しかし、並列になっていた場合は個体電解の喧嘩して逆にESRが上昇する周波数が出てくるので取り外します。セラミックの反共振で検索すれば出てきます。

    PMLCAPはそのままでいいと思います。私もぺたぺた追加したりしますが、わるくなった経験はまだないです。癖も無くて使いやすいです(⁠^⁠^⁠)
    添付の画像(の黄色い矢印)は電解コンデンサに並列に抱かせたPMLCAPです。電解コンデンサでは下げられない高い周波数のインピーダンスを下げる目的。

    • nightwish_daisukiさん、こんばんは。

      アプローチとしては良いでしょー?
      表面実装の電解コンデンサを交換するのは良い案ですね。
      簡単に外れるのかな?

      実はもう一つプランがありまして、
      ATX電源の5Vを使って途中にLDO基板をかまして3.3V(3.5Vくらいでも)を作ってこれに投入したらもっと良いんじゃない?
      って、ことです。

      どうでしょう?
      電圧差が2Vくらいあるので発熱がちょっと気になりますが。

      • LDOですか・・・少し気が進みません(やってみないと分からないですが)

        負荷の相手が固定抵抗器ならいざ知らず、負荷電流が激しく暴れる場合には幾ら抵ノイズな?デバイスも意味が無くなります。ここ十年くらいのLDOならそれ程気にしなくても良いのかもてますが、古典的なLDOの採用はやめた方がいいです。
        キーワードとして「高速負荷過渡応答」と謳われたものならばひとまず安心です。ただ、SSDはヒートシンクが必要無くらい発熱する・・・ということは、電流は何A必要なのか?
        仮に15Wの消費を見込んだとしても5A連続供給できるLDOが必要になります。(16.5W=3.3V x 5A。数Aの出力はスイツチングの独壇場。)

        余談ですが、パソコン本体の電源ユニットとして、この負荷応答に優れた電源メーカーにはSeasonicがかつて(20年前)一つ頭が抜けて優秀でした。(最近の動向は雑誌をかっていないので分かりません)
        間違ってもこのような高速な電源ユニットよりも遅い応答性のLDOを選択してはいけない。スペック上の低ノイズは全くアテにならず、実稼働状態での低ノイズこそが重要というところに視点を置くのも悪くはないかもしれません。

        ゴチャゴチャと書きましたが、やってみるのが大事!!。理屈こねくり回して、何もしないとか、分かったつもりになるのが1番良くないです。(最近、私は、アナログアンプにDC-DC、スイッチング電源を放り込むという暴挙?に出ています。なぜならアナログなレギュレーターより音が良いから。理屈は知りません(自爆))

        追伸:ヒートシンクが必要な程のSSDが相手だとLDOにも放熱対策が必要だろうと推測されます。電流に比例?して発熱します。
        ↓は前述の電源。銀色の見える規則的な並びの6個のコンデンサー配置のがDC-DC電源です。

      • 追補です

        Blueは消費電力を抑えたラインナップだったようなので、15Wの見込みは大き過ぎたかも?と思い、ググってみました。

        SN550というモデルで4.9W(稼働時)でした。
        ※低消費電力を強調したい向きからは平均消費電力を提示されますが、電源を選定する向きからは瞬間であってもあり得る最大電力を知っておく必要がありますですよね。

        最低で5W、余裕みて10W程度の電源容量があると良いかもしれません。

        参照:
        https://chimolog.co/bto-ssd-wd-blue-sn550/

        • 貴重なアドバイスありがとうございます。
          危うく何も考えずにLDOを追加するところだったので助かりました。
          負荷応答性ですね、なるほどこれは重要だと分かりました。
          いつものTPSなんとかを4枚SBDかましてパラって4A作って、、、
          みたいなことを考えていたところでした。
          5V→3.3Vに関してはちょっと保留します。

          これよりも先にやってみたいことが出て来たのです。
          ①CPUクロックの固定(猫さんのブログみました)
          ②メモリーのオーバークロック

          今使っているプレーヤーがDirettaのメモリープレーヤーなので②番のメモリーの性能アップが音に直結する可能性があって試してみたいところなのです。

          • CPUのクロック固定は音質的には意味がなかった?感じなので、今はフリーにしています。ネタとしては面白かったのですがね(⁠^⁠^⁠;

            CPUの消費電流はクロック数に比例しないのですよね。かける負荷(処理する仕事)に比例する感じです。

            ノートPCはバッテリー駆動の方が音が良いと単純に考えがちですが、充電のACアダプターを繋いでいた方が音が良かったりして。。。予想や理屈通りになってくれないのがまた面白い所でもあります(⁠^⁠^⁠)

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