Dossier HCFR : Construire votre PC HiFi, tout ce qu’il faut savoir

1. Préambule : En route vers le tout numérique et sommaire des pages2. Le bruit électrique, la faiblesse des ordinateurs : les alimentations3. Choisir le type d'ordinateur, les formats et leurs limites4. Construire son ordinateur Hifi étape par étape5. Les optimisations HiFi6. La touche finale : choisir le logiciel audio7. Les autres solutions sans trop se casser la tête

Construire son ordinateur Hifi, étape par étape

1/ Le choix du boîtier

Cette première étape est commune à toute élaboration d’ordinateur quelque soit son usage. Dans le cadre Hifi, nous avons listé plus haut les différents cas de figure : ils imposeront les possibilités d’évolution et les solutions d’optimisation à adopter. Le plus important : vérifiez l’espace disponible dans votre rack et soyez sûr de vous si vous optez pour une grande tour qui sera probablement posé au sol.

Il existe de très nombreux boîtiers d’ordinateur en acier, en aluminium, en plastique ou encore présentant une combinaison de ses matériaux. En vu d’un usage Hifi il faut tant que se peut éviter le plastique qui ne présente aucune propriété de blindage contre les perturbations extérieures et les interférences. Ceci dit, il existe des revêtement adhésif ou à coller fait pour stopper toute pollution aérienne. Certains sont même capable d’isoler totalement un téléphone portable du réseau GSM. L’efficacité de ces revêtements dépasse donc largement ce qu’un boîtier en aluminium peut fournir en terme de blindage.

Étant donner la diversité des attentes et des moyens de chacun, il n’est pas possible de conseiller un type de boîtier en particulier. Il faut considérer la logique d’espace disponible. Plus le boîtier sera confortable et plus grandes seront les possibilités d’évolution et d’ajout de cartes. Le format de la carte mère sera déterminant bien entendu. Un grand boîtier permet aussi un plus grand passage d’air, le refroidissement sera donc plus facile à mettre en oeuvre : gros ventilateurs silencieux en nombre plus réduit. Par exemple mon dernier PC Hifi ne dispose que du ventilateur pour processeur d’autres n’étant pas nécessaire. Sa construction fût donc plus simple et par conséquent son optimisation électrique.

Plus le boîtier sera petit et plus il sera difficile d’optimiser le hardware de votre ordinateur jusqu’au format ultra mini (type NUC et Mac Mini) sur lesquels il ne sera pas possible de faire grand chose en interne. Il faudra alors opter pour des solutions d’optimisation externes et périphériques. Ce qui peut aussi s’avérer être un avantage notamment du côté de l’alimentation inévitablement déportée.

Comme un des objectifs de l’ordinateur Hifi est de supprimer les sources de bruit électrique, le boîtier fanless (refroidissement passif intégré – sans ventilateur à hélice) est une solution envisageable. Il s’agit de boîtiers dédiés à un usage Hifi ou HC, comme le sont les produits HDPLEX. Il existe aussi des machines plus industrielles voire faites sur mesure spécifiquement fanless. Vous pourrez également trouver des boîtiers fanless à but informatique comme certains Streacom, Akasa, Calyos, et bien d’autres. Une recherche Google vous dévoilera un vaste choix de marques et de possibilités.

Si vous optez pour un boîtier fanless vous serez confronté à quelques contraintes, car bien qu’idéal en usage Hifi ou HC, cette solution n’est pas sans défaut. La majorité de ses boîtiers sont de taille réduite ce qui limite les possibilités d’optimisation. Le dispositif de dissipation thermique passif par heat pipe est relié aux composants à forte émission de chaleur : CPU et GPU. La chaleur est acheminée sur le boitier lui même et dissipé par des radiateurs en aluminium. Il faut donc placer le boîtier dans un espace aéré et ouvert car aucun dispositif ne pourra compenser une hausse de température. Le choix du processeur et de l’éventuelle carte graphique devra donc en tenir compte et peut présenter des limites. Un boîtier réduit implique également un système d’alimentation compacte ou externe, une autre contrainte dont il faudra tenir compte. Le coût est aussi un facteur important. Un boîtier desktop classique déjà confortable au format 2U-3U pourra gravité autour des 100€ alors qu’un boîtier fanless de plus petite taille coûtera facilement le double.

A propos des boîtiers desktop slim et en dessous du format 4U. La taille des supports des cartes PCIe devra être low-profile. Si vos cartes PCIe ne disposent pas des supports adéquats il faudra bricoler ou opter pour d’autres cartes. Dans certains cas (HDPLEX par exemple), l’usage de déport (riser) PCIe est indispensable.

La dernière catégorie réduit drastiquement les possibilités : ordinateurs portable, tablettes ou mini ordinateurs sont déjà composés de tout le nécessaire. On choisit la configuration voulue, puis toute optimisation vers une plateforme Hifi se fera par des appareils externes. Cette solution est peut-être la plus simple d’un point de vue technique, mais pas la moins coûteuse.

2/ Le choix de l’alimentation

Le format de l’ordinateur impliquera certaines pistes de réflexion. Un boîtier confortable ne posera pas de restriction particulière, il sera alors possible d’opter pour une alimentation d’ordinateur classique.

Tant que faire ce peut, optez pour une alimentation fanless ou hybride dont le ventilateur ne se déclenche que lorsque c’est nécessaire, c’est à dire jamais si vous faites ce qu’il faut. Le choix de l’alimentation devra tenir compte de deux impératifs : la puissance et le niveau de bruit électrique (ripple noise). Le but étant d’avoir une alimentation silencieuse et de préférence avec le moins de pollution électrique possible. Dans ce but, il ne faudra pas négliger la puissance. Ceci dit, un ordinateur dédié à la Hifi ne consomme pas énormément de courant. Si vous tester la consommation de la machine vous constaterez un besoin n’excédant pas les 300 watts. Afin de s’assurer que le ventilateur de l’alimentation hybride ne s’enclenche jamais il faudra donc surdimensionner quelque peu celle-ci. Un produit délivrant entre 500 et 600 watts sera largement suffisant.

Pas de ventilateur en fonction veut dire deux choses : pas de nuisance sonore et un élément provoquant du bruit électrique en moins (moteur électrique du ventilateur). Néanmoins une alimentation d’ordinateur reste un dispositif à découpage qui génère du bruit électrique. L’idéal est donc de choisir une alimentation avec un faible ripple, un score compris entre 10 et 30 mV est tout à fait acceptable. Vous trouverez sur internet des sites spécialisés dans les tests des alimentations d’ordinateur qui vous permettront de faire votre choix. D’une manière générale Seasonic propose de très bons produits dont le ripple gravite autour de 14 mV.

Le mini ordinateur pose un autre problème, l’alimentation sera du Flex ATX ou du Nano ATX. Trouver une alimentation performante pour la Hifi devient compliqué. HDPLEX propose des solutions internes adaptées, mais dans certains cas l’option alimentation externe est inévitable. D’ailleurs sur un NUC, Barebone, Mac Mini point de salut lorsque l’alimentation est déjà externe. Cette contrainte devient alors une opportunité qui peut s’appliquer aux ordinateurs de grande taille mais avec une dimension significativement plus grande.

Il est possible de remplacer l’alimentation à découpage par une alimentation linéaire externe dont le ripple peut tomber à 4 mV seulement ! Cette démarche peut aussi s’appliquer aux NAS, aux switchs réseau et à tout appareil domestique équipé d’une alimentation externe de piètre qualité. Malheureusement cette solution ultime n’est pas sans contrepartie. La première est l’encombrement, en effet une alimentation d’ordinateur doit fournir du 12v, du 5v et du 3,3v avec en plus la nécessité d’avoir plusieurs rails. Une alimentation linéaire optimisée est alors inévitablement volumineuse et lourde. L’incidence est un prix forcément élevé, par exemple une alimentation d’ordinateur de 400 watts chez HDPLEX coûte déjà plus de 700€. TeraDak est un autre fournisseur intéressant qui propose des alimentations ATX linéaires externes pouvant dépasser les 800 watts, mais le prix va suivre proportionnellement la hausse de puissance.

Un NUC ou équivalent, un NAS, un switch n’ont pas besoin de telles puissances. De plus ces appareils ne nécessitent un voltage unique en entrée, les conversions DC/DC étant toutes effectuées en interne. Le choix de l’alimentation linéaire externe est alors plus simple et surtout moins coûteux. Certes les conversions DC/DC se font par des circuits à découpage et donc la suppression des étages n’est pas intégrale (c’est aussi le cas des ordinateurs de grande taille mais dans une moindre mesure).

La tablette, qui devra être sous un OS capable de piloter un DAC par USB ou un dispositif Wireless compatible, ainsi que le logiciel de gestion des médias. Cette solution devient alors parfaitement viable, car comme avec un ordinateur portable, il est possible de fonctionner sur batterie et de retirer le bloc d’alimentation de recharge. Dans ce cas le problème du ripple est totalement éliminé aussi bien dans la machine que sur le réseau électrique domestique. Un ordinateur portable est alors un choix presque parfait tant que sa batterie offre encore une autonomie suffisante pour couvrir la durée des écoutes. Toute autre optimisation devra se faire en externe et rien n’empêche de remplacer l’alimentation externe standard par un équivalent linéaire. La possibilité d’avoir du tactile est aussi un élément à considérer dans l’ergonomie d’utilisation. Un choix valable sur un ordinateur non portable, les écrans tactiles ayant fait de gros progrès avec des prix relativement abordables.

3/ Le choix des composants de l’ordinateur

La carte mère est évidemment la première chose à sélectionner. Seuls les Mini ordinateurs, les portables et les tablettes ne soulèveront pas d’interrogation, le hardware étant déjà intégralement compris dans la machine, en dehors du disque dur et de la RAM dans certains cas.

Le format du boîtier imposera le format de la carte mère et les possibilités matériels générales de l’ordinateur et du matériel spécifique Hifi. La qualité de construction de la carte mère ainsi que ses fonctionnalités définissent les critères de choix primordiaux. Le vrai problème est de savoir quelle est la qualité des éléments qui nous intéressent en particulier sur cette construction à but Hifi. Les cartes mère disposent de convertisseurs DC/DC qui peuvent générer du ripple, les intégrations USB sont rarement pensées à un usage audiophile. C’est à ce stade qu’il faudra envisager l’usage de cartes dédiées et optimisées ainsi que des filtres. Il serait possible de cibler des cartes mère peu bruitées, par exemple SOtM propose un service d’optimisation de carte mère et conseil la marque SuperMicro. A mon avis il faut se pencher sur le tarif, la version du chipset et le format. Ces éléments vont permettre de cibler les produits qui correspondent aux besoins fixés.

Une option optimale proposée par SOtM consiste à leur expédier la carte mère et d’y faire remplacer les horloges standard de qualité moyenne par des pôles de connexion coaxiaux qui serviront à l’intégration d’une horloge de la marque à plusieurs sorties sCLK-EX. Cette approche ne pourra pas résoudre d’éventuelles conversions DC/DC bruitées. Mais en partant d’une carte mère à faible bruit, le remplacement des horloges permettra d’optimiser la stabilité des ports USB et réseau en plus du système lui-même. Exploitée intégralement, cette option permet alors d’avoir une carte mère faite pour la Hifi et cette solution seule peut déjà suffire à l’optimisation globale de l’ordinateur. Évidemment, il est possible de demander un travail sur les horloges système uniquement et d’optimiser le reste de l’architecture à l’aide de cartes dédiées.

Comme les applications Hifi et les processings d’upsampling ne nécessitent pas forcément de grosses ressources processeur, optez de préférence pour un CPU confortable mais ayant une enveloppe thermique maximale (TDP) la plus basse possible afin de faciliter le refroidissement. Concernant la mémoire, 8 Go de RAM seront largement suffisants. La version de la RAM devra être la plus élevée supportée par le chipset de la carte mère. Une carte graphique ne sera pas forcément nécessaire, surtout si l’ordinateur est exclusivement destiné à la Hifi, le GPU intégré au processeur sera largement suffisant. Le dispositif de ventilation CPU et boîtier (éventuellement) devra être le plus silencieux possible et dimensionné au plus gros. Le principe exploite le déplacement d’air en terme de volume : plus un ventilateur est volumineux et plus lentement il tournera pour déplacer un même volume d’air. Si possible, optez pour des ventilateurs sur roulement à bille pour plus de silence et de durabilité. Bien entendu si votre ordinateur est Fanless ou qu’il s’agit d’un format Mini ou portable, le problème des ventilateurs ne se posera pas.

 

– lien vers le sujet HCFR dédié au pC HiFi : https://www.homecinema-fr.com/forum/source-dematerialisee-haute-fidelite-et-dac/un-pc-pour-la-hifi-t30091195.html