Membangun server/NAS berdaya rendah dengan daya siaga 7 watt menggunakan Intel Generasi ke-12/ke-13

Daya siaga 7 watt pada Intel Generasi ke-12/ke-13: dasar membangun server/NAS berdaya rendah

• Daya siaga sistem Intel Generasi ke-12/ke-13 adalah 7 watt.
• Pengukuran daya siaga mencakup motherboard, CPU, RAM, SSD, dan PSU.
• Mencapai mode hemat daya melalui pengaturan C-States di BIOS dan penyesuaian otomatis powertop.

Spesifikasi detail dan pemilihan komponen

• Menargetkan daya siaga rendah dan performa CPU yang masuk akal.
• Membutuhkan kemampuan untuk menangani 12 hard drive dan setidaknya 1 NVMe.
• Ingin menggunakan DDR4 dan memakai kembali CPU yang sudah ada sambil tetap mengendalikan biaya.

Motherboard – ASUS Prime H770-Plus D4

• Memilih di antara motherboard seri Intel 600/700 dan AMD 500/600.
• Menyadari perlunya adaptor PCI-E ke M.2 untuk 6 drive NVMe.
• Alasan memilih motherboard Intel adalah TDP chipset, kecepatan chipset, kemungkinan penggunaan DDR4, dan sudah memiliki CPU Intel Generasi ke-12.

CPU – Intel i5-12400 (stepping H0) – Alder Lake

• Menawarkan dukungan dekode hardware AV1 dan performa terbaik tanpa overhead silikon E-core.
• Menggunakan kembali CPU yang sebelumnya dipakai pada build desktop ke rakitan yang lebih berorientasi server.

Memori – 64GB DDR4-3200

• Menggunakan memori Kingston HyperX dual-rank dan single-rank yang sudah dimiliki.
• Menggunakan profil XMP untuk memastikan stabilitas dan menyesuaikan voltase.

Drive boot – Sandisk Ultra 3D 1TB SSD

• Digunakan sebagai drive boot untuk Ubuntu Server 23.04.
• OS final akan dipasang pada Samsung SSD 970 EVO Plus 500GB NVMe.

PSU – Corsair RM750

• PSU 750W diperkirakan akan membuat sistem bertahan di sekitar 10 watt, tetapi juga harus mampu menahan beban sesaat yang tinggi saat beberapa motor drive bekerja bersamaan.

Pengukuran daya – awal

• Menggunakan pengukuran daya dari stopkontak dan Ubuntu Server 23.04.
• Pada pengaturan BIOS, dukungan CPU C-states, ASPM, R6, dan ALPM diaktifkan.
• Mengonsumsi 7 watt setelah layar mati, dan 8 watt saat manajemen daya keyboard USB dinonaktifkan.

Pengukuran daya yang bermasalah – saat penuh dengan hard drive yang sudah spin down

• Setelah menghubungkan 12 hard drive dan 4 drive NVMe, daya siaga meningkat menjadi 24-25 watt.
• Diperkirakan ada peningkatan konsumsi daya akibat penggunaan kontroler SATA dan port multiplier.

Teka-teki konsumsi daya – investigasi dan diagnosis daya tinggi

• Melepas hard drive dan menguji komponen satu per satu.
• Kontroler SATA JMB585 terungkap sebagai penyebab utama peningkatan konsumsi daya.
• Mengganti ke kontroler SATA ASM1166 untuk menurunkan konsumsi daya berkat dukungan ASPM L1.

Teka-teki konsumsi daya – kesimpulan

• Dukungan motherboard dan konfigurasi BIOS penting untuk konsumsi daya rendah.
• Semua perangkat harus mendukung ASPM L1.
• Jika bisa mencapai status daya C8, hindari penggunaan lane PCIe yang terhubung ke CPU.
• Hanya pengukuran daya dari stopkontak yang dapat memahami kondisi nyata secara akurat.

Opini GN⁺

• Penting bahwa platform Intel Generasi ke-12/ke-13 menawarkan daya siaga yang sangat efisien untuk membangun server/NAS berdaya rendah.
• Pemilihan motherboard dan pengaturan BIOS terbukti sangat memengaruhi konsumsi daya.
• Artikel ini memberikan informasi berguna bagi insinyur perangkat lunak pemula yang ingin membangun sistem berdaya rendah, khususnya dengan wawasan menarik tentang bagaimana fitur manajemen daya komponen seperti kontroler SATA memengaruhi konsumsi daya keseluruhan sistem.

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Ada dokumen Google di thread forum Jerman yang mencantumkan berbagai konfigurasi home server/network attached storage (NAS) di bawah 30W. Secara pribadi, saya menemukan konfigurasi perangkat keras dengan rasio harga terhadap performa yang ideal dan membelinya dengan sangat murah dalam kondisi bekas. Saat ini menjalankan Proxmox, dan daya idle-nya 9,3W. Tidak cocok untuk encoding media, jadi sebagai alternatif saya merekomendasikan Core i3 8100 atau yang lebih tinggi. Ada juga Dell T30 atau Fujitsu Celsius W550, workstation bekas murah yang bisa menjadi server yang baik. Opsi Ryzen memang jarang, tetapi ada laporan bahwa AMD Ryzen 5 PRO 4650G dan motherboard Asus PRIME B550M-A mengonsumsi daya idle sekitar 16W.

• Perangkat kerasnya memang bagus, tetapi jika pengelolaan perangkat lunaknya sulit maka konfigurasi seperti ini sulit dibenarkan. Misalnya, Synology NAS menggunakan sistem operasi bernama DSM dan mendapat keuntungan besar dari perangkat lunaknya yang ramah pengguna. Synology bisa menempati posisi seperti Microsoft di pasar NAS jika memungkinkan DSM dijalankan juga di platform non-Synology.

• Penulis membangun sekitar 5 sistem dari 2016 hingga 2023. Beberapa komponen digunakan kembali di beberapa build. Jika mempertimbangkan total biaya energi selama masa pakai dibandingkan biaya perangkat keras, mesin boros daya yang dijalankan selama 4 tahun bisa lebih ekonomis daripada mesin hemat daya yang dijalankan selama 2 tahun.

• Pekerjaan yang hebat untuk menyediakan banyak ruang penyimpanan. Jika kebutuhan penyimpanan Anda bisa dipenuhi dengan SSD dan tidak memerlukan banyak daya komputasi, Anda bisa memakai server hemat daya seperti RasPi atau NUC. Penulis saat ini menggunakan server Atom 1U tanpa kipas, dengan keunggulan SATA dan RAM ECC.

• Menggunakan konfigurasi 7950X3D, X670E Taichi, 96GB 6400MHz CL32, 2x4TB Lexar, 4x18TB Seagate Exos X18, RX570 8G, Proxmox. Dalam keadaan idle, konsumsi dayanya sekitar 60-70W, saat VM TrueNAS berjalan sekitar 90-100W, dan saat TrueNAS serta Fedora Desktop berjalan dengan GPU passthrough sekitar 150W. RAM sangat memengaruhi konsumsi daya.

• Kebutuhan setiap orang berbeda, tetapi setelah mengalami kehilangan disk saat menggunakan RAID5 atau 6, saya jadi tidak menyukai RAID. Pada akhirnya, saya menyederhanakan sistem menjadi konfigurasi sederhana dengan dua SSD. Sistemnya diatur agar bisa menjalankan kontainer LXC bila diperlukan.

• Jika Anda ingin meminimalkan konsumsi daya ketika NAS sebagian besar berada dalam kondisi idle, Anda bisa mempertimbangkan generator WoL berbasis CPU embedded yang secara otomatis membangunkan file server. Metode ini menjaga konsumsi daya tetap sangat rendah sambil tetap menyediakan performa penuh server saat dibutuhkan.

• Daya rendah itu bagus, tetapi menjalankan RAID besar tanpa ECC dalam jangka panjang itu berisiko. Diperlukan solusi yang baik untuk sistem serupa yang bisa bertahan lebih dari 5 tahun.

• Ada pengalaman baik saat mencoba sistem serupa di masa lalu. Menyertakan tautan blog tentang server tanpa suara dan tanpa kipas.

• Sambil fokus mengoptimalkan CPU/motherboard, disebutkan bahwa menggunakan sedikit drive berkapasitas besar alih-alih banyak drive kecil bisa lebih ekonomis.