Is it possible to boot without a GPU (graphics card)? Yes, but...

Recently, I changed my CPU from a Celeron 530, which had an integrated GPU, to Xeon E3-1230v2 which lacks one. Of course I was going to use it on my home server, which does not have a monitor connected to it. But the computer did not boot. I had never expected that.

Only Asrock supports it, with their customer support

My mainboard is an Asrock B75 Pro3-M. I contacted Asrock support. One of the engineers replied to me; what the reply read was essentially, all "normal bios" on Asrock motherboards require a GPU to boot, but he would find a way for me. After a few days later, yesterday, I received a modified bios from him. I flashed it on my mainboard and it booted without a GPU!

Meanwhile, I have also contacted all major mainboard manufacturers, MSI, Gigabyte, Asus, asking if they have any models that support booting without a GPU. Their replies were all the same:
"A GPU is required to boot, we do not have any model that can boot without a GPU."

Personally I think Asrock's support (reply) was the most humane and friendly. And their mainboards are also very stable and feature-packed. I will choose Asrock again next time, if I am to choose one from similar mainboards from various manufacturers.

What about OS?

Now the mainboard booted without a GPU, what about the OS? This, too, was what I did not expect.

Windows = YES (BIOS) and NO (UEFI)

Well, I found that Windows 7, Windows 8.1 and Windows Server 2012 R2 (even if it is a Server Core version) cannot boot in UEFI mode without a GPU. Of course I could not see what was wrong because there was no graphics output, but I knew it because when the OS recognises my onboard Ethernet, its light turns green and when I booted to UEFI mode Windows without a GPU, it did not turn green.

Luckily all Windows 7, 8.1 and Server 2012 R2 booted successfully without any GPU when they were installed in the traditional BIOS mode. As far as I know what you get from UEFI mode are

• Boot disk can be 3TB or larger
• Secure Boot

,not any performance enhancements. Well I do not need any of the UEFI advantages, so I am OK with the BIOS mode Windows.

Ubuntu = YES, but NO GUI

Then I tried Ubuntu Server 12.04. It booted successfully and I could connect to it using SSH or HTTP. What about Ubuntu Desktop 12.04? It seemed to be booted, because I could connect to it using SSH, but I think it failed to log into GUI. Because when it is logged in, I should be able to connect to it using VNC, but I could not. I am not so good at Linux so maybe there could be a way to log into GUI without a GPU, but I decided not to waste my time trying to figure it out; it was not time-effective.

ESXi = YES

Since it has no GUI whatsoever, it just booted normally, as expected. I could even run Windows 7 on it with Aero. It seems ESXi can emulate GPU without a real GPU. As far as I remember, the Aero experience index was about 4.5 and the 3D gaming experience index was about 3. So Aero ran fine.

그냥 싼 그래픽 카드 아무 거나 꽂아라?

며칠 전에 Xeon에 GPU가 없어서 부팅이 안 되는 문제에 대한 여러 해결책을 찾다 보면 "그냥 싼 PCI-Ex 그래픽 카드 하나 사서 달아라"라는 게 많았다. 하지만 과연 그럴까?

내 현재 서버는 인텔 셀러론 내장 그래픽이며 모니터는 연결되어 있지 않은데, 아무 프로그램도 안 돌리며 아이들 상태로 유지하지 전력 소모가 20.5W로 나왔다. 회사에서 남아서 안 쓰고 있는 ATI FirePro v3750 그래픽 카드를 하루만 빌려 와서 꽂아 봤다. 쿨러의 소음이 난다... 그리고 아무 것도 안 돌리는 아이들 상태에서, PCI 전력 설정은 최대 절전 (Maximum Power Savings)로 하고, 모니터는 1분 뒤에 꺼지도록 설정하고 지켜 봤는데 (물론 모니터는 애초에 연결되어 있지도 않으나), 전력 소모는 44W였다.

즉, 저 3년 정도 지난 싼 그래픽 카드가 아이들 상태에서 24W를 쓰고 있다는 계산이 나온다.  지난 번 계산에서 실제적 최저 구간 사용 시에 6W 당 1년에 6500원이 나온다는 계산이 나왔는데, 24W이니까 단순히 계산하면 26000원이 된다. 3년을 쓴다면 78000원이 된다.

실험을 끝내고 카드를 뽑아 보니 열이 장난이 아니다. 소음+열+전기세... 그래픽 카드가 없다고 싼 그래픽 카드를 아무 거나 사서 꽂아 놓을 게 아니라는 것이다. 차라리 이런 그래픽 카드를 사느니 GPU 내장 CPU를 사는 게 서버용 컴퓨터에게는 이익이다.

어쨌든 장터에 HD5450이 좀 싸게 나오길 기다리고 있는데, 새 것이 33000원인데 2010년에 사서 아무리 안 썼든 말든 무상 보증 기간도 다 지난 걸 20000~25000원에 올리고 있는 인간들이 왜 이렇게 많지?

------------------추가---------------
회사에 있던 남는 Geforce 9500을 빌려 와서 꽂아 보았다. 팬이 달려 있었으나 팬의 전원선을 뽑고 방열판으로만 가동했다. 아이들 전기 소모는 약 20W이다. 드라이버를 설치 하나 안 하나, 유틸리티 등으로 클록을 낮추나 마나, PCI power saving compliant로 하나 마나, 아이들 전력 소모에는 차이가 없었다.

HD5450 중고가 안 보여서 일단 Geforce 210을 사 보았다. 여러 검색 결과로는 Geforce 210은 HD5450보다 약간 전기를 더 써서 사이트에 따라 6W~10W 정도를 쓴다고 했다. 중고로 배송비 포함 16000원에 산 지 얼마 안 된다는 깨끗한 것을 샀는데, 꽂아 보니 아이들 시 14W 정도를 쓴다.  6W~10W라는 건, 보드나 램 등의 전력 소모를 다 빼고 이상적으로 칩셋의 전력 소모만 말한 건가? 참고로 역시 팬의 전원선을 뽑아 방열판으로만 동작했으며, 드라이버나 다운클록에 상관 없이 아이들 전력 소모는 같았다. DVI 케이블을 꽂았을 때 1W 정도 더 소모했다.

이 건 참 실망스럽다. Geforce 210처럼 상당히 최근에 나온 초저성능 GPU가, 그것도 포트에 케이블도 안 꽂히고 1분 뒤에 디스플레이가 꺼지고 PCI는 최대 절전으로 설정되어 있는데도, 아무 것도 안 하는 아이들 상에서 전력 소모를 14W나 하고 있다니, 요즘 절전 기준을 생각하면 말이 안 된다. CPU+ 메인보드 + 램 2개 +  2.5인치 HDD 2개가 다 합쳐서 21W를 차지하는데 아무 것도 안 하는 초저성능 그래픽 카드가 14W? NVidia는 절전에 별로 관심이 없는 회사인 것 같다.

HD5450이 중고로 뜰 때까지 기다렸다가 그 제품은 어떤지 비교해 봐야겠다.

제온(Xeon)으로 저전력 서버를 만들려는데, 그래픽 코어가 없다

기존에 쓰던 셀러론 G530은 5만 원 정도에 샀는데 그래픽 코어를 내장하고 있다. 그래서 Asrock B75 Pro3-M에 꽂으면 문제 없이 부팅이 되었다. 이 시스템은 아이들의 경우 약 22와트를 사용한다.

그냥 파일 서버로만 쓰던 이 컴퓨터를, 좀 더 다양한 목적으로 쓰기 위해 이번 주에 제온 E3-1230V2 CPU를 구매했다. 그리고 어제 밤에 집에 와서 달아 봤다. 전원을 켰더니 CPU팬이 돌길래, 부팅이 된 줄 알았다. 그런데 아무리 해도 ping이 안 간다. 뭐가 문제일까? 집에 있던 남는 지포스 9600을 꽂고 켜니 부팅이 잘 된다. 다시 그래픽 카드를 빼고 켰더니 ping이 안 간다...

한 시간 이상을 해멨는데, 알고 보니 이 메인보드가 그래픽 카드가 없으면 아예 부팅을 안 하는 것이었다. 그래픽 카드가 없으면 PC 스피커로 비프 음 다섯 번을 내는데, 내가 시끄러워서 PC 스피커를 뽑은 채로 사용 중이었고, "Good Night LED Mode"라고, 메인보드의 LED도 안 켜게 설정을 해 두었기 때문에 메인보드가 부팅을 거부하고 있다는 것을 몰랐다.

아무리 메인보드 옵션을 뒤지고 시도해 봐도, 그래픽 카드가 없으면 부팅이 안 되었다. 하지만 저전력 서버에 이 지포스 9600을 꽂고 쓰는 건 말이 안 된다. 왜냐하면 이 지포스 9600은 아이들 전력 소모가 30~40W이기 때문이다. 게다가 팬 소음도 장난이 아니다.

여기서부터 고민이 시작되었다....

옵션 1) 그래픽 코어가 내장된 Xeon으로 바꿀까

문제는 똑같은 성능에 그래픽 코어만 내장된 Xeon E3-1245 가격이 6만 원 이상 비싸다는 것이다. E3-1245는 잘 안 팔려서 그런지 중고 매물도 없다. 게다가 내 제온을 일단 뜯었으니 아무리 하루를 썼어도 중고로 팔면 새 것의 가격은 받을 수 없을 것이다. 즉 7만 원 이상 손해를 보게 된다.

옵션 2) 그래픽 카드가 없어도 부팅이 되는 메인보드로 바꿀까

문제는 이 여부를 사 보지 않고는 알 수가 없다는 것이다. 메인 보드 스펙에 나와 있는 것도 아니고, 일일이 다나와 게시판에 물어도 답을 언제 해 줄지... 게다가 비슷한 가격대에 Asrock B75 Pro3-M만한 기능을 가진 게 없다. 이 메인보드는, VT-d를 지원하고 메모리는 32GB가 지원되며, Asmedia의 SATA3 컨트롤러가 추가로 달려 있어 SATA3 디스크를 3개까지 쓸 수 있는데, 20만 원 밑으로 이런 메인보드가 없다... 사실 이 메인보드는 지금까지 내가 아주 만족하며 썼던 것이며, 앞으로도 Asrock 메인보드를 사고 싶다는 생각이 들게 한 제품인데, 그래픽 카드가 없으면 부팅이 안 되는 조건이 내 발목을 잡을 줄을 전혀 예상하지 못했다.

옵션 3) 그래픽 카드를 사서 달까

사실 이 쪽으로 결론을 냈다. 처음에는 이 옵션을 말이 안 된다고 생각했다. 일단 모니터를 쓰지도 않을 건데 돈 주고 그래픽 카드를 사는 게 낭비로 보였고, 그래픽 카드를 달면 아무리 못해도 전력 소모가 10~20 와트는 더 올라갈 것 같아서였다. 그런데 계산해 보니 이 쪽이 오히려 비용이 적을 것 같았다.

일단 최신 공정 중 (아무래도 최신 공정이 전력 소모가 낮으니) 제일 낮은 성능으로 보이는 Geforce GT 610부터 알아 봤는데, 아이들 시 전력 소모 값을 찾기 힘들었다. 대부분의 벤치마킹 사이트에서 시스템 전체의 전력 소모를 그래프로 표시했기 때문이다. 멍청한 것 같다. 그래픽 카드 없을 때의 전력 소모를 측정해서 그 차를 계산 후 Geforce GT 610의 전력만 표시해 줘야 하는 거 아닌가? 어쨌든 유추해 본 결과 약 10와트 정도인 것 같았다.

이곳저곳 뒤진 결과, Radeon HD 5450이 가장 저전력이라는 것을 발견했다. 아이들 시 약 6와트 정도라고 한다. 물론 HD 7730이 3와트로 더 적긴한데, 가격이 두 배 이상 비싸다.

중고가는 HD 5450이 제일 싸다. 대략 1~2만 원 정도인 것 같다. 새 것 가격이 3만 3천 원이다. 중고 제품을 검색해 보니 어제 누가 HD 5450을 만 원에 올렸던데 벌써 팔렸단다. 2만 원짜리 중고 매물은 좀 보이던데, 뭐 좀 기다렸다가 만 원짜리 뜨면 사야겠다.

HD 5450을 배송비 포함 15000원에 산다고 치고, 6와트 * 24시간 * 365일 하면, 1년에 약 53 킬로와트를 소모한다는 결론이 난다. 내 전력 소모 구간인 100~200대 1 킬로와트 가격은 122.6원이니, 1년 전기세 차이는 6500원이라는 계산이 나온다. (혹시라도 구간이 200~300대가 된다면, 1 킬로와트 가격이 183원이므로 1년 전기세 차이는 9700원이 된다.) 내가 이 서버를 3년 쓴다고 하면 전기세 차이는 2만 원 정도가 되는데, HD5450이 아무리 3년 뒤에 싸져도 5000원은 받고 중고로 다시 팔 수 있는 것을 감안한다면, 전체 지출은 15000 + 2000 - 5000 = 3만 원이 된다. 단순히 그래픽 코어 때문에 6~7만 원 더 주고 제온 E2-1245를 살 필요가 없다는 결론이 나온다.

뭐 물론 실제로는 3년 내내 365일 켜 놓고 있지는 않을 테니 더 적은 비용이 들 것이다.

결론적으로, 어쨌든 원흉은 그냥 조잡한 그래픽 코어라도 넣어 놓지, 그래픽 코어 안 집어 넣어 놓고는 유무에 따라 6만 원이나 더 받는 인텔이다. 그 다음은 그래픽 카드 필요 없다는데 그래픽 카드 장착 여부를 굳이 친절하게 검사해 주고는 부팅을 거부하는 메인보드들.... 고민 좀 했다. 이제는 중고 매물 감시해서 HD 5450만 사면 되겠다.