【HW/NW】SAXA SS3000で遊ぶ 



  随分前にとある場所で「鉄(マテリアル)として廃棄する」というSAXA SS3000が大量にあり、試しに一つもらって遊んでみたところ、なかなか面白かったので鉄くずにするには惜しいと思い、更にいくつか買ってみました。(粗鉄として) ハードウェア的にも超今更感ありますが、用途によってはまあまあ使えるので情報をまとめてみます。
 なにげにかなり更新をサボっていたので久々の更新になりました。WFHが始まってから文字を打つことが多くて、Blogを書く気力がわかなかったです…。

ハードウェア構成について


 CPUにはAtom C2338 が搭載され、そこにSoCから3本のGbEとPCIEから2本のNICが生えているファンレス構成です。MBは「CASwell, Inc. COB-H500」とありますが、CASwellのページには該当するような箱は見つかりませんでした。この手の箱は大体ホワイトボックスを作ってるメーカーから似たようなものが見つかるのですが、今回は該当しなかったので、箱の削り出しとカスタマイズをしているのかもしれません。強いて言うならCAF-1020がどことなく似ていますが、構成は全く違います。箱の質感も結構お金かかってる感じがします。

 ACは12Vで、もとは大きめの4Aのものを使うようですが、消費電力的には2-3Aくらい流せれば十分だと思います。ACアダプタは抜けどめを気にしなければ外形5.5mmで内径3.3mmの汎用的なものが使えます。内径が2.2mmではないので注意が必要です。

 Linux上の認識は以下のようになります。

owner@SS3K-VPN:~$ lscpu
Architecture:        x86_64
CPU op-mode(s):      32-bit, 64-bit
Byte Order:          Little Endian
Address sizes:       36 bits physical, 48 bits virtual
CPU(s):              2
On-line CPU(s) list: 0,1
Thread(s) per core:  1
Core(s) per socket:  2
Socket(s):           1
NUMA node(s):        1
Vendor ID:           GenuineIntel
CPU family:          6
Model:               77
Model name:          Intel(R) Atom(TM) CPU  C2338  @ 1.74GHz
Stepping:            8
CPU MHz:             1750.071
BogoMIPS:            3500.14
Virtualization:      VT-x
L1d cache:           24K
L1i cache:           32K
L2 cache:            1024K
NUMA node0 CPU(s):   0,1
Flags:               fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss ht tm pbe syscall nx rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts rep_good nopl xtopology nonstop_tsc cpuid aperfmperf pni pclmulqdq dtes64 monitor ds_cpl vmx est tm2 ssse3 cx16 xtpr pdcm sse4_1 sse4_2 movbe popcnt tsc_deadline_timer aes rdrand lahf_lm 3dnowprefetch cpuid_fault epb pti tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid tsc_adjust smep erms dtherm arat

owner@SS3K-VPN:~$ lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 SoC Transaction Router (rev 02)
00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 PCIe Root Port 1 (rev 02)
00:02.0 PCI bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 PCIe Root Port 2 (rev 02)
00:03.0 PCI bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 PCIe Root Port 3 (rev 02)
00:04.0 PCI bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 PCIe Root Port 4 (rev 02)
00:0e.0 Host bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 RAS (rev 02)
00:0f.0 IOMMU: Intel Corporation Atom processor C2000 RCEC (rev 02)
00:13.0 System peripheral: Intel Corporation Atom processor C2000 SMBus 2.0 (rev 02)
00:14.0 Ethernet controller: Intel Corporation Ethernet Connection I354 (rev 03)
00:14.1 Ethernet controller: Intel Corporation Ethernet Connection I354 (rev 03)
00:14.2 Ethernet controller: Intel Corporation Ethernet Connection I354 (rev 03)
00:16.0 USB controller: Intel Corporation Atom processor C2000 USB Enhanced Host Controller (rev 02)
00:18.0 SATA controller: Intel Corporation Atom processor C2000 AHCI SATA3 Controller (rev 02)
00:1f.0 ISA bridge: Intel Corporation Atom processor C2000 PCU (rev 02)
00:1f.3 SMBus: Intel Corporation Atom processor C2000 PCU SMBus (rev 02)
01:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation I211 Gigabit Network Connection (rev 03)
02:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation I211 Gigabit Network Connection (rev 03)


 腑分けするとこんな感じです。







シリアルピンについて


 シリアルについては変態^H^H先駆者より情報をいただきました。このピンがシリアルピンです。白ポチより横にシリアルの1-5ピンに相当するので(3.3Vではない)通常のシリアルを適当なジャンプワイヤーなどでつなぐとOS上のttyS0にアクセスできます。




 ただし、uEFIへのアクセスはファームウェアにパスワードがハードコートされているため、通常はアクセスできません。




 先駆者がEEPROMをダンプしてパスワード解析をしていましたが、Boot方式をBIOS/MBRからEFIにできること、無効になってるTurboを有効化できる(300MHzあがる)こと、PXEなどを有効化できること以外は特にいじるところはない気がしました。まあ、TBも(排熱などの)理由があって無効化されているはずですし、有効化しても上がり幅が300MHzだと違いがほぼないので、uEFIに入る理由はほぼないです。。

 あとはSATAはコネクタを実装すれば使えるそうです。どれだけアンペアが引けるのか不明ですが、シリアルピンの並びにあるPROにちょうど5Vが来ているのでSSDの電源ソースにいい感じに使えそうです。SATAの横の未実装スルーホールは15Vと3Vだったので微妙にそのまま使えそうにはありませんでした。USBのピンヘッダもあるので、そっちから5Vを引けるかもしれません(こちらでは電圧を確認できませんでしたが…)




 それ以外にも色々ピンが生えているのですが、自分の知識では何がどれにつながっているのかまでは解析できませんでした。実はパスワードバイパスピンがあるのではないかといろいろテスタを当てながらショートさせてみたりしたのですが、結局謎でした。

各シリーズについて


 SS3kには無印/II/Proとそれぞれありますが、ハード的にはほぼ違いはなく、ProのみMiniPCIEより11nのWLANが生えているので、そのアンテナのためのSMA端子があります。また、搭載されているSSDにも何種類かあり、8GBモデルと16GBモデル、及びTranscend製MSM610シリーズとInnodisk製3ME2シリーズがあるようです。SSDの中身については完全に消去されてしまっていたため、OSの違いについては不明です。SSDについてはInnodiskのほうがデータシート上の耐久値は高いのですが、ddコマンドなどで連続書き込みすると途中でバッファ切れで失速するような動きをするので、Transcendのほうが動きは素直でした。まあ、どちらにしても期待するようなIOPSや帯域は出ませんが。ただ、後述のCPUエラッタがあるのでリカバリ観点からUSBからの起動を推奨します。

NIC周りについて


 かなりクソ^H^H混乱を招く構成になっています。ハードウェア的には、SoCから2本Marvellの88E6320に伸びており、それがそれぞれLAN2、LAN3となっています。88E6320をSoCのPHYを取り出すために使っていると予測しますが、その間が常に接続済みとなり、ケーブルを刺していなくてもLAN2とLAN3は常にUP扱いになります。そのため、ケーブルが抜けたことを検知できません。そして残りの1本が88E6176と接続されており、88E6176からハードウェアスイッチとしてLAN4-7があります。




 LAN4-7はNECのIXシリーズのように分割して扱うことはできず、Linuxであればenp0s20f1の下にぶら下がります。イメージとしてはBuffaloの小さいGbスイッチに繋がれている感じです。小さい構成だと時としてこの構成は使いやすいですが、VLANタグなどを一切使えないアクセスポートとして使う以上のことはできません。幸い、VLANを喋れる独立したポートが他にあるのでなんとかなりますが…。

 WANとLAN1についてはSoCとは別にPCIEにI211が生えている構成になります。注意しないといけないのはこのポートはバイパスポートになっており、SS3kの電源が切れるとリレーにより内部で結線されます。Softetherのtap/ブリッジのVPN専用ポートとして使うときなど、WANとLAN1を同じLANにつなぐようなことになるとループが発生するので注意してください。(1敗) また、そのような構成のため、pfsenseなどを入れるときにはWANとLAN1を使うと思わぬ接続になりかねないので、バイパスされないWANとLAN2以降を使うことをおすすめします。アイディア次第では色々できそうですが…。

 上記の構成をまず知らないと混乱しますが、一番の問題はOS上の認識順とポートの並び順がメチャクチャなことです。もともと他で使われることを想定していないので、勝手に蓋を開けられた上に想定外のOSをぶち込んでる外野にとやかく言われるのはいい迷惑だと認識した上でも、それにしてもどうしてこうなったのかという思いが強いです。特にLAN2-7は常にLink Up扱いのためそれに気がつくまで無駄にあれやこれやとやってしまいました。

 初期値を画像にするとこうなります。見事に何一つ順番に並んでいません。どうしてこうなった…どうしてもこのクソ構成が気になる人はudevなどをいじって合わせてください。




Mini PCIEについて


 ProであればWPEA-121N/WというAtheros AR9382を搭載した11nのチップが乗っていますが、それ以外は空いています。シリアルの存在に気が付かなかったときは、mPCIEをPCIE x1に変換するアダプタと何故か転がっていたPCIE x1のMatrox G200を組み合わせて画面出力をしてアレコレしていました。

 




 ハーフmPCIEな拡張カードなら搭載できるので、なにかに使えそうではあります。

WLANについて


 WLANもせめて11acに対応できれば面白いとmPCIEな11acに対応した物を探したのですが、そもそも11ac(VHT)で5GHz帯にSSIDを吹こうとするとIntel系のチップはno-IR (no initiate radiation) フラグがファームウェアに書き込まれているため電波を発信することができず、Broadcomの場合はhost-apdに対応したx86向けドライバがプロプライエタリとして配布されているためSTAにしかなれず、Realtekの場合もno-IRが入っているようです。

 唯一の希望がAtheros/QualcommのQCA95xx, QCA98xx, QCA6300系チップを使ったものらしく、海外のフォーラムによるとMikrotik のR11e-5HacDがOpenWRTなどで使えるらしいです。まあ、ハーフサイズではないのでSS3kには入りませんが…。QCA系でも書き込まれているファームによってはW52帯でしかAPになれないものもあるようなので、組み合わせを探すのがなかなかに大変そうです。また、海外にはno-IRフラグを無視したドライバをビルドして使う方法もあるようで、その場合はIntel系チップでもAPになれるらしいです。

 個人的にはopen/dd dwrtでお手軽に作れればいいなくらいにしか思ってなかったのであまり詳しくは追ってませんが、どうしても11acのAPをx86で作りたい人は追ってみてもいいのではないでしょうか。




性能について


 2コアの1.7GHzプロセッサなので、そこまで高くはありませんが、LANの検証環境でOpn/pf senseでNATしてPPPoE接続した限り、1Gbpsくらいはさばくことができました。ただ、ntop-ngを動かすとFlowが少なくても全体の70%くらいを持っていかれてしまったので、あまり凝ったことはできません。それをしたいなら(Atom C3558+6GB RAMを搭載した)Sophos XG135あたりが性能的に必要になってくると思います。

 DebianとSoftetherを組み合わせ、電源入れるとおうちのL2伸長する君をつくったときは、AES-NIが有効な状態でTLS_AES_256_GCM_SHA384アルゴリズムでレイテンシの低い環境なら大体400Mbpsくらいまでは出たので、ちょっとしたところで使う分には十分かなと思います。ファンレスなのでおうちのDS-Lite終端ルーターや、オークションでも安く出ていることがあるので複数買って雑にばらまくような使い方にはいいかと思います。

CPUのエラッタについて


 Atom C2000シリーズと言うと誰しも頭に浮かぶAVR54バグですが、SS3kもエラッタ持ちのCPUリビジョンが使われています。というか、エラッタ持ちのCPUは2013年から製造され、解消リビジョンは2017年からの供給になるので、一部の長期供給メーカー以外には出回ってないと思われます。その間にC3000シリーズも出てるので、多くの場合は2017年の段階でこちらにシフトしているのではないかと思います。また、調べた限りリビジョンを調べるにはCPUIDが同じため実際にヒートシンクを外して刻印を見る以外の方法がないようです。

 実際に問題が出るかというと、この時期まで生き残っている筐体についてはかなり淘汰されたあとなような気がします。実際に来た筐体に関してはサンプル数は数十ですがほとんど問題がなく、1台だけ起動するとLEDがアンバーになりシリアルコンソールに何も出力されない(しかしOSは起動している)という物がありましたが、それ以外は特に問題がありませんでした。しかし、実際に問題が起きている筐体もあるという報告もあるので、なんとも言えません。

 いつ死ぬかはわからないので、死んだら他の筐体に入れ替えて継続できるように、いま動かしているものについてはUSBメモリで起動するようにしています。遠隔地においてあるので、死んだらケーブルとUSBメモリを差し替えて使ってくれ、と現地にコールドスタンバイをおいて運用しています。


まとめ


 信頼性がない状態からスタートなので壊れたらすぐに交換できるような予備機が必要ですが、ネットワーク系のおもちゃとして遊ぶにはいい箱だと思います。それ以外の用途だと、ストレージの搭載が限られるので、使い所が難しい気がします。NICはたくさんあるのでNFSなどでNASなどに逃がせればいいですが、単体で使う場合はせめてUSB3.0くらいは欲しくなります。mPCIEからUSB3を引き出せればまだ可能性はありそうですが…。あとはメモリを少し多めに搭載してk8sのクラスタなどを作ってもいいかもしれません。CPUがCPUなので、KVMを動かすのは厳しいと思います。
 全く無いようで少しだけあるハードの拡張性とその制限を考えながら、何かを作るためのおもちゃとしては面白いので、安価に転がっていたら手を出してみるのはありかな、と思いました。以上。

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