Early2009MacPro 4コア×２を6コア×２に換装

中古を落札して色々改造したEarly2009MacPro用に
ヤフオク！で初代MacProを売却してできた資金で
Xeon X5660を落札して準備完了。
あ、時々サーバーに搭載された状態でも出品されているので
それがあると安価なのでラッキーです。
※この情報を追記したときには丁度サーバーが出品されていました。

今は、Xeon X5675の方が良いかもと思います。


さて、実際のCPU換装方法です。
まず、６角棒レンチで４カ所のネジを緩めてヒートシンクを外します。
すると、ヒートシンクにCPUがグリスによって密着しているので一緒に
はずれます。

もともと付いているX5550です。


そして、換装するX5660をためしにCPU-AとBのソケットに置いて不具合等
問題無いことを確認します。



そして、忘れずやることがヒートシンクの冷却ファンとセンサのコネクタを
上下方向に移動自在にするために突起部を切断します。
丸で囲っているコの字形と裏側の突起形状です。

切断前

切断後

事前情報収集段階でコネクタの追加工要否で悩んでいたのですが必要です。
理由は、元々ついているCPUはヒートスプレッダ無しで換装するCPUは
ヒートスプレッダが付いておりINTELのデータシート内の図面からCPU高さが
CPU基盤裏面からヒートスプレッダまで4.377〜4.757mmあります。（加工公差含む）
それに対し元々付いているCPUは実装で2.35mm。（図面に寸法記載無し）
2.〜2.4mm程度高さが高くなります。
そのためコネクタのピンが接続されず、筐体内のファンがヒートシンクが高温で
ファンが回転していないと判断して最高速回転してしまうからです。

元々のCPUはヒートスプレッダが無い。

その後、ヒートシンクの端部リブ形状に熱伝導シートが貼り付けてある部分に
CPUが高くなる分ヒートシンクも取り付け位置が高くなるので先人の経験を参考に
3mm厚の熱伝導シートを貼り付けます。（写真撮ったあと、ちゃんと切ってきれいにした）
そして、ヒートシンクのCPU接触部とCPUヒートスプレッダ面に熱伝導グリスを
薄く塗りつけます。

短絡が怖いので伝導性がないグリスを選択

さて、最後にヒートシンクの取り付けですが
ヒートシンクを締め付けすぎてCPUやソケットを壊さないようにM4ワッシャーを
数枚CPU周囲の４本のポストスタッドに入れる人が多いのですが・・・
グリスを塗る前にワッシャ３枚（2.25mm）いれてヒートスプレッダ面との関係を
確認したところ、CPU-A側は若干（0.2mmぐらい）CPU面がワッシャより高く
CPU-B側はほぼ同面でした。
ってことで、CPU-A側はワッシャ３枚入れてCPU-B側はワッシャ無しと決めました。
（実は、ワッシャーなんて付けちゃいけないんだなと思っています。
　CPU基盤裏面とヒートスプレッダ面との高さには前記のように公差が存在し
　かつ、CPU基盤裏面とヒートスプレッダ面との平行度の幾何学公差もあるので
　最悪はワッシャーが邪魔をしてCPUをソケットに平行に押しつけることが
　出来ない可能性があります。）

なお、ヒートシンクの締め付けるトルクは0.904 NmとAppleのサービスマニュアルに
記載されています。それと共に
“finger tight.” Then turn each screw (in order shown) 1/4 turn more.
とも併記されています。よってネジを締めていってきつくなり始めたところから
90°さらに回して締め付けをやめる作業を行いました。
CPU-Aはこの作業で少しゆるめだったのでさらに90°ネジを回し固定することで
正常動作するようになりました。

次にCPU-Bですが・・・・・こっちが参りました。
４カ所中の１カ所のネジが噛まなくて締め付けられないのです。
元々のCPUを載せると締め付けることが出来るので高さの差が影響しています。
ポストスタッド側のねじ山外径寸法は他の部分と同じなので、たぶんヒートシンクの
固定ねじのタップ加工前の下穴の面取りが大きくネジが噛まないようです。
しかたがありません、３カ所のネジの締め付けトルクを異なるようにしてCPUが
ソケットに対し平行にとりつくようにしました。

締められないねじは左下のネジ

下側は貼り付けた熱伝導シートで上に押し返されるので強めに締め、これを基準とし
左上と右上のネジも同じ感じに締め付けました。（手の感覚なので感かな・・・）
左上と右上ネジの締め付けを徐々に緩めて正常動作する状態を見つけました。。
最初はCPUを認識しません。（左下が浮いているからだと思われます）
緩めていくとCPUを認識しメモリー4本がエラーとなり
さらに緩めると、それが１本となり、最後に正常動作となりました。

そして、負荷テスト。
Geekbench3のストレステストで1時間以上負荷動作させて問題無い事を確認しました。
温度もそれほど高くならなかったので問題なさそうです。

ベンチの結果は

あ、かかった費用は
Early2009MacPro 　　112,300円
GTX-680+ケーブル　　 36,900円
X5660　　　　　　　　 43,800円
メモリー　　　　　　　　11,800円
なんだけど、全て不要品をオークションでドナドナして予算を作ったので
実質100円でこの環境ができた。

これでレンダリングや解析時間も大いに短縮されるので、
頑張ってモデリング作業をしなきゃ！！