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@@ -1,532 +0,0 @@
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title = "BC-Zero - Testing della scheda"
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summary = "Da vecchia scheda da mining a console e server AI"
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date = "2038-01-19"
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tags = ["BC-250", "PS5", "Sblocco", "BIOS", "CPU", "GPU"]
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categories = ["Progetti"]
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series = ["BC-Zero"]
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series_order = 1
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draft = true
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Il 5 febbraio [Soffio](https://t.me/Soffioo), amico e socio
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[LUGMan](https://lugman.org/), mi ha fatto scoprire una scheda particolare: la
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**BC-250**.
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La BC-250 è una scheda proveniente da un [rig per il mining di criptovalute di
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ASRock](https://www.tomshardware.com/news/twelve-ps5-apus-power-asrocks-new-cryptomining-rig),
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che ne ospitava dodici.
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Dentro ognuna di queste schede c'è un chip *binned* derivato dall'APU AMD della
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PlayStation 5, con 6 degli 8 core CPU e 24 delle 36 CU GPU attivi, insieme a
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16GB di RAM GDDR6 **unificati** tra CPU e GPU, uno slot M.2 (PCIe 2.0x2 o SATA
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III) e poche porte: due USB 2.0, due USB 3.0, una Ethernet Gigabit e una
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DisplayPort. L'alimentazione è fornita da un connettore PCIe a 8 pin.
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All'inizio non ero proprio convinto, soprattutto nel vedere un terzo delle CU
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tagliate via così e nel sapere che è una scheda con un chip custom, parzialmente
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bloccato (oltre ai core bloccati, alcune funzionalità come l'enconding/decoding
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video non sono presenti), derivante dal mining e senza alcun tipo di supporto o
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community dietro. Ma il prezzo era decisamente interessante, e a quanto pare
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questa scheda ha una community molto attiva che si impegna per tirarne fuori il
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100% del potenziale su Linux.
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Le cose cambiano però quando la mattina del 30 maggio ricevo questo messaggio:
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E sempre il caro Soffio mi fa presente che da li a breve sarebbero iniziati i
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super sconti AliExpress. Incuriosito dalla faccenda gli chiedo se può prestarmi
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la sua scheda per un po' di giorni, giusto per provarla e vedere cosa si può
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fare.
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E *oh boy* se questa scheda mi ha convinto.
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## Step 0: Preparazione
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Una pecca della BC-250 è che non è proprio *plug-and-play*. Bisogna come minimo:
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1. Trovare un alimentatore in grado di fornire ***realmente*** almeno 300W sul
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rail +12V e con dei cavi che sappiano gestire tutti quegli ampere;
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2. Avere un monitor con DisplayPort (o comprare un adattatore);
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3. Trovare un modo per raffreddare la maledetta;
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4. Flashare il BIOS.
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Il mio setup di prova era:
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1. Il primo alimentatore marchiato "*el cheapo*" che ho trovato sottomano (che
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"sicuramente andrà bene, c'è scritto 500W");
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2. Adattatore passivo DP ➜ HDMI;
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3. Climatizzatore portatile per il raffreddamento (era estate e iniziava a fare
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caldo);
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4. Programmatore SPI CH341 (che avevo già).
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Non proprio il setup migliore per testare la scheda, ma si lavora con quello che
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si ha.
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## Step 1: Flashare il BIOS
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Il [primo punto sulla documentazione della
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community](https://elektricm.github.io/amd-bc250-docs/getting-started/quick-start/#step-1-bios-flash-critical)
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è il flashing del BIOS. Senza un BIOS custom non si hanno funzionalità
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essenziali come l'allocazione dinamica della VRAM (voglio ricordare che i 16GB
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di RAM sono condivisi) e una corretta gestione delle ventole.
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All'inizio ho installato quello consigliato dalla guida, quello di
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[TuxThePenguin0](https://gitlab.com/TuxThePenguin0/bc250-bios), ma più avanti ho
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scoperto un altro BIOS, quello di [Forbidden
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Darkness](https://github.com/Forbidden-Darkness/AMD-BC-250-UEFI-v2.2-Firmware-Menu-Script)
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che, oltre allo sblocco del menù per l'allocazione dinamica offre una selezioni
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di immagini di splash custom e, soprattutto, **lo sblocco di tutti gli 8 core
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CPU**.
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"*Ma come, non erano bloccati?*" A quanto pare non abbastanza.
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L'APU ha tutti i core presenti sul silicio, sono solo disattivati via firmware.
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Un principio simile vale anche per le CU della GPU, ma lo vedremo dopo.
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L'installazione è anche più semplice e non richiede un flasher BIOS: basta
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copiare i file contenuti nell'archivio `.7z` delle release in una chiavetta
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formattata in FAT32 e farci il boot. L'installer chiede che splash image
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vogliamo (la
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[`07`](https://github.com/user-attachments/assets/ca23ce6c-08ab-4293-9a70-0e55f66dc93c)
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è la migliore *imho*) e procede a flashare.
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{{< alert icon="triangle-exclamation" cardColor="#e6d237" iconColor="#1d3557"
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textColor="#1d3557" >}}
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Il flashing del BIOS è un operazione pericolosa. Assicuratevi che la scheda non
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si spenga nel mentre.
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{{< /alert >}}
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Una volta terminato il flashing bisogna resettare tutte le impostazioni del
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BIOS. Per farlo basta staccare l'alimentazione e bridgare i pin 2 e 3
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dell'header `CLRCMOS1` per qualche secondo. Una volta fatto possiamo
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ripristinare l'header sui pin 1 e 2, ricollegare l'alimentazione ed entrando nel
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BIOS premendo `Canc` all'avvio vedremo molte più opzioni.
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Per prima cosa facciamo in modo che l'allocazione di VRAM sia automatica. Per
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farlo dobbiamo andare nella sezione `Chipset` > `GFX Configuration` > `GFX
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Configuration` e impostare `Integrated Graphics Controller` a `Forces`, poi `UMA
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Mode` a `UMA_SPECIFIED` e infine `UMA Frame buffer size` a `512M`.
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Poi in `NB Configuration` disabilitiamo l'IOMMU (su questa scheda sembra non
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essere funzionante)
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Infine abilitiamo tutti i core andando nella sezione `Advanced` > `MeiMeiDXEv3
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Menu` e abilitando tutto.
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{{< alert icon="triangle-exclamation" cardColor="#e6d237" iconColor="#1d3557"
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textColor="#1d3557" >}}
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Nulla garantisce che i tutti core siano funzionanti. Core danneggiati potrebbero
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causare crash improvvisi.
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Per evitare ciò faremo uno stress-test su tutti i core e controlleremo che nei
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log del kernel non appaia nessun `Machine Check Exception` prima di abilitare
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questa impostazione in produzione
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{{< /alert >}}
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Una volta che abbiamo configurato correttamente il BIOS siamo pronti per
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installare un sistema operativo e testare per bene questa scheda.
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## Step 2: Installazione di un OS di prova
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Per fare un po' di stress testing CPU e per fare dei test con la GPU installerò
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Arch Linux.
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Non sarà la distro finale che andrò ad installare, ma la scelta non è casuale:
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lo sviluppo di questa scheda è bleeding-edge e per ora quasi tutti gli script
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assumono che sia installato Arch o Fedora per avere le ultime versioni dei
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pacchetti.
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### Test degli 8 core
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Per prima cosa testiamo se tutti gli 8 core funzionano come dovrebbero. Per
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farlo installiamo il pacchetto `stress-ng` e facciamo uno stress test:
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```sh
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stress-ng --cpu 16 --cpu-method all --verify --timeout 2h --metrics
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```
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Verifichiamo poi che non ci siano stati errori con:
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```sh
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sudo dmesg | grep -iE "mce|machine check|hardware error"
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```
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Se il kernel non segnala alcun errore siamo appena passati da 6 a 8 core
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gratuitamente. In caso di errore invece è possibile modificare quali core
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attivare e quali no dal BIOS.
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### Stress-testing della GPU
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Facciamo poi uno stress testing della GPU per avere una baseline delle
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performance prima di installare il governor o abilitare tutte le CU. Per farlo
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ho installato Furmark e ho fatto il test 1080p
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Direi che 70 FPS non sono *così* male per la scheda *out-of-the-box*, ma si può
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sicuramente fare di meglio, molto meglio.
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Piccola nota che mi sento di aggiungere: se durante lo stess test lo schermo
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diventa nero e la scheda non risponde in alcun modo, controllate
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l'alimentazione. Il piccolo *foreshadowing* che ho fatto nello step 0 riguardo
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all'alimentatore riguarda il fatto che durante i miei test ho fatto girare
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Ollama e ho completamente bruciato la power supply dato che (a quanto pare) non
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riusciva a gestire davvero tutto il carico sul rail +12V. Ho successivamente
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comprato su AliExpress, insieme alla scheda, il PSU consigliato dalla community,
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il [Metalfish 500W
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FlexATX](https://elektricm.github.io/amd-bc250-docs/hardware/power#option-2-flexatx-psu-500w)
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e da li non ho più avuto problemi.
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### Installazione del Governor GPU
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Di default la GPU gira sempre a 1500MHz: un governor permette di alzare il clock
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quando la GPU è sotto carico e di abbassarlo quando non lo è per consumare meno.
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Installeremo `cyan-skillfish-governor-smu`, progetto della community che
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comunica direttamente con la System Management Unit della scheda. È anche già
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pacchettizzato nella AUR, quindi per installarlo basta lanciare un:
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```sh
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paru -S cyan-skillfish-governor-smu
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systemctl enable --now cyan-skillfish-governor-smu
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```
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Possiamo contollare che funzioni con:
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```
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$ cat /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk # Se non funziona prova con card0
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0: 1000Mhz *
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1: 1500Mhz
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2: 2000Mhz
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```
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La prima e l'ultima riga sono rispettivamente la frequenza minima e massima
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della GPU, mentre il valore centrale è variabile. L'asterisco indica la
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frequenza attualmente in uso. Un esempio sotto sforzo:
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```
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$ cat /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk
|
||||
0: 1000Mhz
|
||||
1: 1850Mhz *
|
||||
2: 2000Mhz
|
||||
```
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Dovremmo vedere che la GPU usa automaticamente una frequenza più alta sotto
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sforzo e più bassa a riposo.
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**Piccola nota**: lo sblocco degli 8 core influisce sulla lettura dei valori
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dell'SMU. È un problema noto ed andremo a risolverlo più avanti, quando ci
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preoccuperemo del sistema operativo. Senza alcun fix i valori di frequenza
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risultano sbagliati, ad esempio:
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```
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$ cat /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk
|
||||
0: 1000Mhz *
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1: 4575Mhz
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2: 2000Mhz
|
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# Per un chip che può andare al massimo a 2230MHz non è male come overclock
|
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```
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Detto ciò facciamo uno stress test adesso, con il governor installato.
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Adesso che riusciamo a scalare fino a 1850MHz la nostra GPU riesce ad arrivare a
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83 FPS in 1080p, niente male!
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1850MHz non è assolutamente il massimo che questo chip può gestire, ma per
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adesso ci accontenteremo di questo. Per i più curiosi la curva delle frequenze e
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||||
delle tensioni è completamente personalizzabile e si trova in
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||||
`/etc/cyan-skillfish-governor-smu/config.toml`. Con un po' di prove si può
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spingere al massimo l'hardware minimizzando i consumi, ma lo faremo sempre
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quando andremo a configurare il sistema operativo definitivo.
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### Sblocco delle 40 CU
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Come abbiamo detto all'inizio questa scheda presenta al kernel solamente 24 CU,
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nonostante nella PS5 ce ne siano 36 e sul silicio ce ne siano effettivamente 40.
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||||
Possiamo verificarlo con:
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```
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$ sudo dmesg | grep active_cu_number
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||||
[ 6.882856] amdgpu 0000:01:00.0: SE 2, SH per SE 2, CU per SH 10, active_cu_number 24
|
||||
```
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Per testare e successivamente sbloccare tutte le CU useremo il [repository di
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||||
duggasco](https://github.com/duggasco/bc250-40cu-unlock). Il meccanismo è simile
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a quello dello sblocco dei core: anche qui basta cambiare qualche valore, perché
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le CU non sono bloccate a livello hardware, ma solo disattivate dal firmware.
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A decidere quante CU sono attive sono due registri della GPU. Quello che fa
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questo script è patchare il driver `amdgpu` e scrivere i valori giusti nei
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registri mentre il driver si avvia, avviando le CU spente.
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```
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$ git clone https://github.com/duggasco/bc250-40cu-unlock.git
|
||||
$ cd bc250-40cu-unlock/
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$ sudo pacman -S linux-headers vulkan-headers
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$ sudo scripts/bc250-enable-40cu-arch.sh build
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||||
# Attendi la ricompilazione del modulo `amdgpu`
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||||
$ sudo scripts/bc250-enable-40cu-arch.sh enable
|
||||
```
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||||
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||||
Una volta che la BC-250 si sarà riavviata possiamo verificare che la patch ha
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||||
funzionato usando sempre il comando di prima:
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||||
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||||
```
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||||
$ sudo dmesg | grep active_cu_number
|
||||
[ 8.004012] amdgpu 0000:01:00.0: SE 2, SH per SE 2, CU per SH 10, active_cu_number 24
|
||||
|
||||
```
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||||
A quanto pare il modulo custom non viene caricato in automatico dallo script.
|
||||
Non è un problema: rigeneriamo l'initramfs e riavviamo a mano:
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```
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$ sudo mkinitcpio -P
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||||
$ reboot
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# Una volta che si è riavviato
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||||
$ sudo dmesg | grep active_cu_number
|
||||
[ 8.058999] amdgpu 0000:01:00.0: SE 2, SH per SE 2, CU per SH 10, active_cu_number 40
|
||||
```
|
||||
|
||||
Molto meglio!
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---
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||||
Una volta installato il modulo custom possiamo procedere con il testing delle
|
||||
CU:
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```
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||||
$ sudo scripts/bc250-cu-health-test.sh start
|
||||
```
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||||
Durante il test il PC si riavvierà automaticamente una ventina di volte. Una
|
||||
volta che il PC smette di riavviarsi in automatico possiamo vedere i risultati
|
||||
del test con:
|
||||
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```
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||||
$ scripts/cu_map.sh
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BC-250 CU Map + Health
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SE0 SH0: ■■■■■■■■■■
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SE0 SH1: ■■■■■■■■■■
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||||
SE1 SH0: ■■■■■■■■■■
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||||
SE1 SH1: ■■■■■■■■■■
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||||
40/40 CUs active, 0 harvested
|
||||
|
||||
BC-250 CU Map + Health
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SE0 SH0: ■■■■■■✓✓✓✓
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||||
SE0 SH1: ■■■■■■✓✓✓✓
|
||||
SE1 SH0: ■■■■■■✓✓✓✓
|
||||
SE1 SH1: ■■■■■■✓✓✓✓
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||||
40/40 CUs usable (0 defective, masked)
|
||||
```
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||||
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||||
A quanto pare ho vinto la lotteria del silicio e ho 8 core e 40 CU funzionanti.
|
||||
Urrà! 🎉
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||||
In caso però ci fossero state delle CU difettose avrei potuto mascherarle usando
|
||||
lo script `bc250-cu-mask.sh`.
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||||
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---
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|
||||
Facendo l'ultimo stress test con Furmark:
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||||
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||||
Siamo passati dalla scheda nuda e cruda, senza alcun software aggiuntivo, che
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||||
girava mediamente a 70 FPS ad avere un governor e tutte le CU sbloccate per
|
||||
avere dei picchi da 138 FPS, il doppio!
|
||||
|
||||
Ovviamente questo approccio per lo sblocco delle 40 CU ha un problema abbastanza
|
||||
evidente soprattutto su distribuzioni rolling come Arch: bisogna ricordarsi di
|
||||
ricompilare il modulo ogni volta che si aggiorna il kernel. Anche questo è un
|
||||
problema che risolveremo più avanti, quando smetteremo di usare un OS di prova,
|
||||
ma se dopo un aggiornamento la GPU non va più veloce quanto prima forse è meglio
|
||||
buttarci un occhio.
|
||||
|
||||
### Sensori e altre configurazioni indispensabili
|
||||
|
||||
Una volta sistemate le cose essenziali come CPU e GPU rimangono alcune piccole
|
||||
accortezze, come ad esempio la gestione dei sensori, delle ventole, la swap, lo
|
||||
split della VRAM, ecc...
|
||||
|
||||
Potrei starne per ore a parlarne, ma rimando alla [documentazione della
|
||||
community](https://elektricm.github.io/amd-bc250-docs/), che è ben fornita.
|
||||
|
||||
Quello che mi sento di fare adesso è far notare una cosa: usando il comando
|
||||
`sensors` abbiamo pochi dati OOTB:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ sensors
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||||
amdgpu-pci-0100
|
||||
Adapter: PCI adapter
|
||||
vddgfx: 799.00 mV
|
||||
vddnb: 799.00 mV
|
||||
edge: +39.0°C
|
||||
PPT: 41.41 W (avg = 40.85 W)
|
||||
sclk: 1000 MHz
|
||||
|
||||
k10temp-pci-00c3
|
||||
Adapter: PCI adapter
|
||||
Tctl: +41.6°C
|
||||
```
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||||
|
||||
Per avere più dati abbiamo bisogno del modulo `nct6683` (read-only) o `nct6687`
|
||||
(si possono creare curve custom, ma è *out of tree*). Dato che `nct6683` è già
|
||||
disponibile possiamo abilitarlo con:
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||||
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||||
```
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||||
$ echo 'options nct6683 force=true' | sudo tee /etc/modprobe.d/sensors.conf
|
||||
$ echo 'nct6683' | sudo tee /etc/modules-load.d/99-sensors.conf
|
||||
$ sudo mkinitcpio -P
|
||||
$ reboot
|
||||
```
|
||||
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||||
Dopo aver riavviato vedremo molti più dati:
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```
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$ sensors
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k10temp-pci-00c3
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Adapter: PCI adapter
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Tctl: +46.9°C
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||||
amdgpu-pci-0100
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||||
Adapter: PCI adapter
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vddgfx: 799.00 mV
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||||
vddnb: 799.00 mV
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||||
edge: +41.0°C
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||||
PPT: 42.61 W (avg = 40.75 W)
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sclk: 1000 MHz
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||||
nct6686-isa-0a20
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||||
Adapter: ISA adapter
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||||
VIN0: 800.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
|
||||
VIN1: 1.01 V (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
|
||||
VIN2: 992.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
|
||||
VIN6: 1.39 V (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
|
||||
VIN7: 800.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
|
||||
VIN16: 896.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
|
||||
fan1: 0 RPM (min = 0 RPM)
|
||||
fan2: 1709 RPM (min = 0 RPM)
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||||
fan3: 0 RPM (min = 0 RPM)
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||||
fan4: 0 RPM (min = 0 RPM)
|
||||
fan5: 0 RPM (min = 0 RPM)
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||||
AMD TSI Addr 98h: +47.0°C (low = +0.0°C)
|
||||
(high = +0.0°C, hyst = +0.0°C)
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(crit = +0.0°C) sensor = AMD AMDSI
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||||
Thermistor 14: +37.0°C (low = +0.0°C)
|
||||
(high = +0.0°C, hyst = +0.0°C)
|
||||
(crit = +0.0°C) sensor = thermistor
|
||||
Thermistor 15: +37.0°C (low = +0.0°C)
|
||||
(high = +0.0°C, hyst = +0.0°C)
|
||||
(crit = +0.0°C) sensor = thermistor
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pwm1: 64%
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pwm2: 64%
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pwm3: 64%
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pwm4: 64%
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pwm5: 64%
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intrusion0: OK
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beep_enable: disabled
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```
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## Step 3: Modifiche hardware
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Vorrei ricordare che per tutti questi test stavo utilizzando la BC-250 di
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Soffio, giusto per vedere se mi potesse interessare. E dato che ormai ero
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abbastanza preso, decido di prendermi tutto l'occorrente da AliExpress.
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Per fortuna con i saldi e anche grazie a TopCashback riesco a portarmi a casa
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tutto il necessario per meno di 200€. Compro poi un paio di Arctic P12 Pro da
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Amazon.
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In data 24 giugno mi arriva il tutto, e quindi ci si mette all'opera per fare:
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* Cambio pasta e pad termici;
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* Installazione dei dissipatori sul pannello posteriore, in modo da raffreddare
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le GDDR6;
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* Rimozione della linguetta metallica e dell'I/O shield (servono solo se la
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||||
scheda viene montata nel rig);
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* Rifare la suite di test sopracitati per vedere se avevo vinto la lotteria del
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||||
silicio per la seconda volta (per fortuna sì);
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* Modifica del dissipatore.
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La modifica del dissipatore mi permette di risolvere uno dei problemi che stavo
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avendo con la scheda, ovvero: come rimuovo 200W di calore? Per adesso avevo il
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pinguino, ma non potevo continuare ad usare una pompa di calore per raffreddare
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una singola scheda.
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||||
Quando sono nel rig da mining, le BC-250 hanno tutti il dissipatore disposto
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||||
longitudinalmente, quindi basta un array di ventole per raffreddare tutte e 12
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le schede contemporaneamente. Se si vuole usare una di queste schede
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indipendentemente bisogna diventare un po' più creativi per rimuovere il calore.
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La soluzione più comune nella community è la [heatsink
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mod](https://reddit.com/r/BC250Gaming/comments/1rjc3io/), che consiste di aprire
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letteralmente il dissipatore nella sezione sopra l'APU per avere un posto dove
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mettere la ventola.
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È un operazione un po' lunga e tediosa, ma nulla di impossibile. È anche un
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||||
compito abbastanza ripetitivo, quindi una volta che si è presa la mano finisce
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presto. Alla fine mi ci è voluta solo una forbice, buona musica e un'ora del mio
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tempo.
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È un lavoro un po' *rough around the edges* (*literally*), ma funziona. E il
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foro è grande esattamente quando una ventola da 120mm, quindi una delle due
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ventole porta soffiare direttamente sopra all'APU.
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||||
Dato che questo articolo si è fatto abbastanza lungo mi sento di spezzettarlo in
|
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più parti. Nella prossima andremo a progettare un case custom per il mio use
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case.
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@@ -1,525 +0,0 @@
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+++
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||||
title = "BC-Zero - Board Testing"
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||||
summary = "From an old mining board to a console and AI server"
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date = "2038-01-19"
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||||
|
||||
tags = ["BC-250", "PS5", "Unlock", "BIOS", "CPU", "GPU"]
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||||
categories = ["Projects"]
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||||
series = ["BC-Zero"]
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||||
series_order = 1
|
||||
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||||
draft = true
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||||
+++
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||||
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||||
On February 5th, [Soffio](https://t.me/Soffioo), a friend and fellow
|
||||
[LUGMan](https://lugman.org/) member, made me discover a peculiar board: the
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||||
**BC-250**.
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||||
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||||
The BC-250 is a board that comes from an [ASRock cryptocurrency mining
|
||||
rig](https://www.tomshardware.com/news/twelve-ps5-apus-power-asrocks-new-cryptomining-rig),
|
||||
which housed twelve of them.
|
||||
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||||
Inside each of these boards there's a *binned* chip derived from the AMD APU of
|
||||
the PlayStation 5, with 6 of the 8 CPU cores and 24 of the 36 GPU CUs enabled,
|
||||
along with 16GB of GDDR6 RAM **unified** between CPU and GPU, an M.2 slot (PCIe
|
||||
2.0x2 or SATA III), and just a few ports: two USB 2.0, two USB 3.0, one Gigabit
|
||||
Ethernet, and one DisplayPort. Power is supplied through an 8-pin PCIe
|
||||
connector.
|
||||
|
||||
At first I wasn't really convinced, especially seeing a third of the CUs cut off
|
||||
and knowing that it's a board with a custom, partially locked chip (on top of
|
||||
the locked cores, some features like video encoding/decoding are missing),
|
||||
coming from cryptocurrency mining and with no support or community behind it.
|
||||
But the price was definitely interesting, and apparently this board has a very
|
||||
active community that works hard to squeeze 100% of its potential out of it on
|
||||
Linux.
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||||
|
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||||
Things changed when, on the morning of May 30th, I got this message:
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||||
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||||
And good old Soffio also pointed out that the AliExpress sales were about to
|
||||
start. Intrigued by the whole thing, I asked him if he could lend me his board
|
||||
for a few days, just to try it out and see what could be done.
|
||||
|
||||
And *oh boy*, did this board convince me.
|
||||
|
||||
## Step 0: Preparation
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||||
One downside of the BC-250 is that it's not exactly *plug-and-play*. At the very
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||||
least, you need to:
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||||
1. Find a power supply that can ***really*** deliver at least 300W on the +12V
|
||||
rail, with cables that can handle all those amperes;
|
||||
2. Have a monitor with DisplayPort (or buy an adapter);
|
||||
3. Find a way to cool the damn thing;
|
||||
4. Flash the BIOS.
|
||||
|
||||
My test setup was:
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||||
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1. The first "*el cheapo*" power supply I could find lying around (which "will
|
||||
surely be fine, it says 500W");
|
||||
2. A passive DP ➜ HDMI adapter;
|
||||
3. A portable air conditioner for cooling (it was summer and it was starting to
|
||||
get hot);
|
||||
4. A CH341 SPI programmer (which I already had).
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||||
|
||||
|
||||
|
||||
Not exactly the best setup for testing the board, but you work with what you
|
||||
have.
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||||
## Step 1: Flashing the BIOS
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||||
The [first step in the community
|
||||
documentation](https://elektricm.github.io/amd-bc250-docs/getting-started/quick-start/#step-1-bios-flash-critical)
|
||||
is flashing the BIOS. Without a custom BIOS you don't get essential features
|
||||
like dynamic VRAM allocation (remember, the 16GB of RAM are shared) and proper
|
||||
fan control.
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||||
|
||||
At first I installed the one recommended by the guide, the one by
|
||||
[TuxThePenguin0](https://gitlab.com/TuxThePenguin0/bc250-bios), but later on I
|
||||
discovered another BIOS, the one by [Forbidden
|
||||
Darkness](https://github.com/Forbidden-Darkness/AMD-BC-250-UEFI-v2.2-Firmware-Menu-Script),
|
||||
which, on top of unlocking the dynamic allocation menu, offers a selection of
|
||||
custom splash images and, most importantly, **unlocks all 8 CPU cores**.
|
||||
|
||||
"*Wait, weren't they locked down?*" Apparently not enough.
|
||||
|
||||
The APU has all cores on the silicon, they're just disabled via firmware. A
|
||||
similar principle also applies to the GPU CUs, but we'll get to that later.
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
The installation is even simpler and doesn't require a BIOS flasher: just copy
|
||||
the files from the `.7z` archive in the releases to a USB stick formatted in
|
||||
FAT32 and boot from it. The installer asks which splash image we want (the
|
||||
[`07`](https://github.com/user-attachments/assets/ca23ce6c-08ab-4293-9a70-0e55f66dc93c)
|
||||
is the best one, *imho*) and proceeds with the flashing.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
{{< alert icon="triangle-exclamation" cardColor="#e6d237" iconColor="#1d3557"
|
||||
textColor="#1d3557" >}}
|
||||
Flashing the BIOS is a dangerous operation. Make sure the board doesn't turn
|
||||
off.
|
||||
{{< /alert >}}
|
||||
|
||||
Once the flashing is done, you need to reset all the BIOS settings. To do that,
|
||||
just unplug the power and bridge pin 2 and 3 of the `CLRCMOS1` header for a few
|
||||
seconds. Once that's done, we can put the header back on pins 1 and 2 and plug
|
||||
the power back in. By entering the BIOS with the `Del` key at boot we'll see a
|
||||
lot more options.
|
||||
|
||||
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||||
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||||
|
||||
First, let's make the VRAM allocation automatic. To do that, we need to go to
|
||||
`Chipset` > `GFX Configuration` > `GFX Configuration` and set `Integrated
|
||||
Graphics Controller` to `Forces`, then `UMA Mode` to `UMA_SPECIFIED`, and
|
||||
finally `UMA Frame buffer size` to `512M`.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
Then in `NB Configuration` disable the IOMMU (it doesn't seem to work on this
|
||||
board).
|
||||
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||||
Finally, we enable all the cores by going to `Advanced` > `MeiMeiDXEv3 Menu` and
|
||||
enabling everything.
|
||||
|
||||
|
||||
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||||
{{< alert icon="triangle-exclamation" cardColor="#e6d237" iconColor="#1d3557"
|
||||
textColor="#1d3557" >}}
|
||||
There's no guarantee that all the cores will work. Damaged cores could cause
|
||||
sudden crashes.
|
||||
|
||||
To avoid that, we'll run a stress test on all the cores and check that no
|
||||
`Machine Check Exception` shows up in the kernel logs before enabling this
|
||||
setting in production.
|
||||
{{< /alert >}}
|
||||
|
||||
Once the BIOS is properly configured, we're ready to install an operating system
|
||||
and test this board for real.
|
||||
|
||||
## Step 2: Installing a OS for testing
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||||
|
||||
To do some CPU stress testing and run some tests on the GPU, I'll install Arch
|
||||
Linux.
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||||
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||||
It won't be the final distro I'll install, but the choice isn't random:
|
||||
development for this board is bleeding-edge, and for now almost all the scripts
|
||||
assume you're running Arch or Fedora, so you have the latest package versions.
|
||||
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||||
### Testing the 8 cores
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||||
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||||
First of all, let's test whether all 8 cores work as they should. To do that,
|
||||
install the `stress-ng` package and run a stress test:
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||||
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||||
```sh
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||||
stress-ng --cpu 16 --cpu-method all --verify --timeout 2h --metrics
|
||||
```
|
||||
|
||||
Then we check that there were no errors with:
|
||||
|
||||
```sh
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||||
sudo dmesg | grep -iE "mce|machine check|hardware error"
|
||||
```
|
||||
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||||
If the kernel doesn't report any errors, we've just gone from 6 to 8 cores for
|
||||
free. If there is an error you can change which cores to enable from the BIOS.
|
||||
|
||||
### Stress-testing the GPU
|
||||
|
||||
Next, let's stress test the GPU to get a performance baseline before installing
|
||||
the governor or enabling all the CUs. To do that, I installed Furmark and ran
|
||||
the 1080p test.
|
||||
|
||||
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||||
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||||
I'd say 70 FPS isn't *that* bad for the board *out-of-the-box*, but we can
|
||||
definitely do better, much better.
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||||
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||||
---
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||||
|
||||
A small note I feel I should add: if during the stress test the screen goes
|
||||
black and the board doesn't respond in any way, check your power supply. The
|
||||
little foreshadowing I did in step 0 about the power supply is because during my
|
||||
tests I ran Ollama and completely fried the PSU since (apparently) it couldn't
|
||||
really handle the whole load on the +12V rail. I then bought the PSU recommended
|
||||
by the community on AliExpress, along with the board, the [Metalfish 500W
|
||||
FlexATX](https://elektricm.github.io/amd-bc250-docs/hardware/power#option-2-flexatx-psu-500w),
|
||||
and I haven't had any problems since.
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
### Installing the GPU Governor
|
||||
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||||
By default the GPU always runs at 1500MHz: a governor lets you raise the clock
|
||||
when the GPU is under load and lower it when it isn't, to save power.
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||||
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||||
We'll install `cyan-skillfish-governor-smu`, a community project that talks
|
||||
directly to the board's System Management Unit. It's also already packaged in
|
||||
the AUR, so to install it you just need to run:
|
||||
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||||
```sh
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||||
paru -S cyan-skillfish-governor-smu
|
||||
systemctl enable --now cyan-skillfish-governor-smu
|
||||
```
|
||||
|
||||
We can check that it works with:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ cat /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk # If it doesn't work, try card0
|
||||
0: 1000Mhz *
|
||||
1: 1500Mhz
|
||||
2: 2000Mhz
|
||||
```
|
||||
|
||||
The first and last lines are, respectively, the minimum and maximum GPU
|
||||
frequency, while the middle line can change. The asterisk marks the frequency
|
||||
currently in use. An example under load:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ cat /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk
|
||||
0: 1000Mhz
|
||||
1: 1850Mhz *
|
||||
2: 2000Mhz
|
||||
```
|
||||
|
||||
We should see the GPU automatically use a higher frequency under load and a
|
||||
lower one when idle.
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
**Small note**: unlocking the 8 cores affects how the SMU values are read. It's
|
||||
a known issue and we'll fix it later on, when we'll deal with the operating
|
||||
system. Without any fix, the frequency values are wrong, for example:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ cat /sys/class/drm/card1/device/pp_dpm_sclk
|
||||
0: 1000Mhz *
|
||||
1: 4575Mhz
|
||||
2: 2000Mhz
|
||||
|
||||
# Not a bad overclock for a chip that tops out at 2230MHz
|
||||
```
|
||||
|
||||
With that said, let's run a stress test now, with the governor installed.
|
||||
|
||||
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||||
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||||
Now that we can scale up to 1850MHz, our GPU manages to reach 83 FPS at 1080p,
|
||||
not bad!
|
||||
|
||||
1850MHz is by no means the most this chip can handle, but for now we'll settle
|
||||
for it. For the curious, the frequency and voltage curves are fully customizable
|
||||
and live in `/etc/cyan-skillfish-governor-smu/config.toml`. With a bit of trial
|
||||
and error you can push the hardware to its limits while minimizing power draw,
|
||||
but we'll do that when we set up the final operating system.
|
||||
|
||||
### Unlocking the 40 CUs
|
||||
|
||||
As we said at the beginning, this board only exposes 24 CUs to the kernel, even
|
||||
though the PS5 has 36 and there are actually 40 on the silicon. We can verify
|
||||
this with:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ sudo dmesg | grep active_cu_number
|
||||
[ 6.882856] amdgpu 0000:01:00.0: SE 2, SH per SE 2, CU per SH 10, active_cu_number 24
|
||||
```
|
||||
|
||||
To test and then unlock all the CUs, we'll use [duggasco's
|
||||
repository](https://github.com/duggasco/bc250-40cu-unlock). The mechanism is
|
||||
similar to the core unlock: here too you just need to change a few values,
|
||||
because the CUs aren't locked at the hardware level, they're just disabled by
|
||||
the firmware.
|
||||
|
||||
Two registers in the GPU decide how many CUs are active. What this script does
|
||||
is patch the `amdgpu` driver and write the right values into those registers
|
||||
while the driver starts up, waking up the disabled CUs.
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ git clone https://github.com/duggasco/bc250-40cu-unlock.git
|
||||
$ cd bc250-40cu-unlock/
|
||||
$ sudo pacman -S linux-headers vulkan-headers
|
||||
$ sudo scripts/bc250-enable-40cu-arch.sh build
|
||||
|
||||
# Wait for the `amdgpu` module to be recompiled
|
||||
|
||||
$ sudo scripts/bc250-enable-40cu-arch.sh enable
|
||||
```
|
||||
|
||||
Once the BC-250 has rebooted, we can check that the patch worked using the same
|
||||
command as before:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ sudo dmesg | grep active_cu_number
|
||||
[ 8.004012] amdgpu 0000:01:00.0: SE 2, SH per SE 2, CU per SH 10, active_cu_number 24
|
||||
|
||||
```
|
||||
|
||||
Apparently the script doesn't load the custom module automatically. That's not a
|
||||
problem: let's regenerate the initramfs and reboot manually:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ sudo mkinitcpio -P
|
||||
$ reboot
|
||||
|
||||
# Once it has rebooted
|
||||
$ sudo dmesg | grep active_cu_number
|
||||
[ 8.058999] amdgpu 0000:01:00.0: SE 2, SH per SE 2, CU per SH 10, active_cu_number 40
|
||||
```
|
||||
|
||||
Much better!
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
Once the custom module is installed, we can move on to testing the CUs:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ sudo scripts/bc250-cu-health-test.sh start
|
||||
```
|
||||
|
||||
During the test the PC will automatically reboot twenty times. Once the PC stops
|
||||
rebooting on its own, we can see the test results with:
|
||||
|
||||
```
|
||||
$ scripts/cu_map.sh
|
||||
|
||||
BC-250 CU Map + Health
|
||||
SE0 SH0: ■■■■■■■■■■
|
||||
SE0 SH1: ■■■■■■■■■■
|
||||
SE1 SH0: ■■■■■■■■■■
|
||||
SE1 SH1: ■■■■■■■■■■
|
||||
40/40 CUs active, 0 harvested
|
||||
|
||||
BC-250 CU Map + Health
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SE0 SH0: ■■■■■■✓✓✓✓
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SE0 SH1: ■■■■■■✓✓✓✓
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SE1 SH0: ■■■■■■✓✓✓✓
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SE1 SH1: ■■■■■■✓✓✓✓
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40/40 CUs usable (0 defective, masked)
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```
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Apparently I won the silicon lottery and have 8 cores and 40 working CUs.
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Hurray! 🎉
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If there had been any defective CUs I could have masked them using the
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`bc250-cu-mask.sh` script.
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Running the last stress test with Furmark:
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We went from the bare board, without any additional software, running at an
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average of 70 FPS, to having a governor and all the CUs unlocked, with peaks of
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138 FPS, twice as much!
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Of course, this approach to unlocking the 40 CUs has a pretty obvious problem,
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especially on rolling distributions like Arch: you have to recompile the module
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every time you update the kernel. This is another problem we'll solve later on,
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when we stop using a test OS, but if after an update the GPU isn't as fast as
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before, it might be worth taking a look.
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### Sensors and Other Essential Configurations
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Once the essentials like CPU and GPU are sorted out, there are still a few small
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things to take care of, such as sensor management, fans, swap, VRAM split,
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etc...
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I could go on about it for hours, but I'll point you to the [community
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documentation](https://elektricm.github.io/amd-bc250-docs/), which is very
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thorough.
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What I'd like to do now is point out one thing: using the `sensors` command, we
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get very little data OOTB:
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```
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$ sensors
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amdgpu-pci-0100
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Adapter: PCI adapter
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vddgfx: 799.00 mV
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vddnb: 799.00 mV
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edge: +39.0°C
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PPT: 41.41 W (avg = 40.85 W)
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sclk: 1000 MHz
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k10temp-pci-00c3
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Adapter: PCI adapter
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Tctl: +41.6°C
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```
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To get more data we need the `nct6683` module (read-only) or `nct6687` (you can
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create custom curves with it, but it's *out of tree*). Since `nct6683` is
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already available, we can enable it with:
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```
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$ echo 'options nct6683 force=true' | sudo tee /etc/modprobe.d/sensors.conf
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$ echo 'nct6683' | sudo tee /etc/modules-load.d/99-sensors.conf
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$ sudo mkinitcpio -P
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$ reboot
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```
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After rebooting we'll see a lot more data:
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```
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$ sensors
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k10temp-pci-00c3
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Adapter: PCI adapter
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Tctl: +46.9°C
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amdgpu-pci-0100
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Adapter: PCI adapter
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vddgfx: 799.00 mV
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vddnb: 799.00 mV
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edge: +41.0°C
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PPT: 42.61 W (avg = 40.75 W)
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sclk: 1000 MHz
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nct6686-isa-0a20
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Adapter: ISA adapter
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VIN0: 800.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
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VIN1: 1.01 V (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
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VIN2: 992.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
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VIN6: 1.39 V (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
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VIN7: 800.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
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VIN16: 896.00 mV (min = +0.00 V, max = +0.00 V)
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fan1: 0 RPM (min = 0 RPM)
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fan2: 1709 RPM (min = 0 RPM)
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fan3: 0 RPM (min = 0 RPM)
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fan4: 0 RPM (min = 0 RPM)
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fan5: 0 RPM (min = 0 RPM)
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AMD TSI Addr 98h: +47.0°C (low = +0.0°C)
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(high = +0.0°C, hyst = +0.0°C)
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(crit = +0.0°C) sensor = AMD AMDSI
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Thermistor 14: +37.0°C (low = +0.0°C)
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(high = +0.0°C, hyst = +0.0°C)
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(crit = +0.0°C) sensor = thermistor
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Thermistor 15: +37.0°C (low = +0.0°C)
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(high = +0.0°C, hyst = +0.0°C)
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(crit = +0.0°C) sensor = thermistor
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pwm1: 64%
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pwm2: 64%
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pwm3: 64%
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pwm4: 64%
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pwm5: 64%
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intrusion0: OK
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beep_enable: disabled
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```
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## Step 3: Hardware Mods
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I want to remind you that for all these tests I was using Soffio's BC-250, just
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to see whether it was something I'd be interested in. And since I found myself
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pretty hooked I decided to get everything I needed from AliExpress.
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Luckily with the sales and also using TopCashback I managed to bring home
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everything I needed for less than €200. I then bought a couple of Arctic P12
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Pros from Amazon.
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Everything arrived on June 24th, so it was time to get to work on:
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* Replacing the thermal paste and pads;
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* Installing heatsinks on the back panel, to cool the GDDR6;
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* Removing the metal bracket and the I/O shield (they're only needed if the
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board is mounted in the rig);
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* Re-running the test suite mentioned above to see if I had won the silicon
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lottery a second time (luckily I did);
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* Modding the heatsink.
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The heatsink mod let me solve one of the problems I was having with the board:
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how do I get rid of 200W of heat? So far I had the portable AC, but I couldn't
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keep using a heat pump to cool a single board.
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When they're in the mining rig, the BC-250 all have their heatsinks laid out
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lengthwise, so a single array of fans is enough to cool all 12 boards at once.
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If you want to use one of these boards on its own, you need to get a bit more
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creative to get rid of the heat.
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The most common solution in the community is the [heatsink
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mod](https://reddit.com/r/BC250Gaming/comments/1rjc3io/), which consists of
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literally cutting open the heatsink in the section above the APU to make room
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for a fan.
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It's a somewhat long and tedious job, but it's not impossible to do. It's also a
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pretty repetitive task, so once you get the hang of it, it goes by farely
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quickly. In the end all it took was a pair of scissors, some good music, and an
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hour of my time.
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It's a bit *rough around the edges* (*literally*), but it works. And the hole is
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big exactly as a 120mm fan, so one of the two fans can blow directly onto the
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APU.
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Since this article has gotten pretty long, I've decided to split it into
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multiple parts. In the next one, we'll design a custom case for my needs.
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