X

NAS Advanced 1.0 - Intel Kaby Lake mit ECC-Ram, 6x SATA und M.2

13.08.2017 von Stefan
Hinweis: Mit dem NAS Advanced 2.0 haben wir eine neue Zusammenstellung als Nachfolger für das in diesem Artikel vorgestellte System veröffentlich (zum neuen Artikel).

Wir von Elefacts haben drei Zusammenstellungen für ein Eigenbau-NAS entwickelt, die sich in Ausstattung und Preis stark unterscheiden und sowohl für Einsteiger (NAS Basic), Fortgeschrittene Benutzer (NAS Advanced) sowie für den Experten/Unternehmenseinsatz konzipiert sind (NAS Expert). Diese Zusammenstellungen werden von uns laufend aktualisiert und sind mit einer Versionsnummer gekennzeichnet.

Im NAS Advanced 1.0 nutzen wir den Intel Pentium G4560 (Benchmarks) mit 2 Kernen, Hyperthreading und einem Basistakt von 3,5 GHz. Durch den C232-Serverchipsatz des Mainboards (Gigabyte GA-X150M-PRO ECC) ist die Verwendung von ECC-Arbeitsspeicher möglich. ECC-Arbeitsspeicher kann Fehler im Speicher erkennen und selbstständig beheben und schützt so die auf dem NAS abgelegten Daten vor schleichender Dateikorruption, auch als "Bit-Rot" bekannt.

Einen kleinen Nachteil hat das Gigabyte GA-X150M-PRO ECC allerdings: da keine interne Grafik des Prozessors vorausgesetzt wird, verfügt das Mainboard nicht über einen Grafikausgang. Das bedeutet, dass man zur Installation des Betriebssystemes eine dedizierte Grafikkarte benötigt. Wir haben hier die Sapphire AMD Radeon R5 230 benutzt, die für unter 30 Euro erhältlich ist. Es gibt Mainboards die über einen C232-Chipsatz verfügen und zusätzlich eine dedizierte Grafikeinheit mitbringen, z.B. das ASRock Rack E3C232D2I. Mit über 200 Euro ist es aber deutlich teurer als unsere Mainboard + dedizierte GPU Kombination.


Prozessor

EigenschaftWert Bemerkungen
Prozessor Intel Pentium G4560
Kerne 2
Hyperthreading
Takt[GHz] 3,50
Cache[MB] 3
ECC-Support
TDP[W] 54
Architektur Kaby-Lake
Sockel LGA 1151
Fertigung[nm] 14

Der Intel Pentium G4560 ist aktuell einer der besten Prozessoren wenn es um das Preis- Leistungsverhältnis geht. Ab der Kaby-Lake Generation verfügen die Pentiums nämlich über Hyperthreading und sind somit fast so schnell wie die deutlich teureren Intel Core i3 Prozessoren. Im Vergleich des Intel Pentium 4560 mit dem Intel Core i3-7100 wird ersichtlich, dass der Leistungsvorsprung des Intel Core i3 nur noch bei 10% liegt, in der Vorgängerarchitektur lag dieser bei Mehrkernanwendungen aufgrund des fehlenden Hyperthreadings der Intel Pentiums noch bei 35%.

Diese Situation ist auch Intel bewusst: die 8. Generation (Coffee Lake) der Intel Core i3 Prozessoren wird über 4 Kerne (ohne Hyperthreading) verfügen und soll Ende 2017 verfügbar sein. Dann wird es wieder einen größeren Unterschied zwischen den Pentiums und der Core i3-Serie geben.

Die AES-Ni Verschlüsselungsfunktionen werden ebenso wie ECC-Arbeitsspeicher vom Pentium Prozessor unterstützt. Trotzdem wird ein Serverchipsatz benötigt um ECC-Arbeitsspeicher benutzen zu können, dieser ist bei Intel Voraussetzung für die Aktivierung von ECC-Speicher und betrift alle Intel Prozessoren.


Mainboard & Anschlüsse

EigenschaftWert Bemerkungen
Chipsatz Intel C232 Serverchipsatz mit ECC-Support
DDR4-Slots 4
max. Speicherspezifikation DDR4-2133
max. Speicherkapazität[GB] 64
ECC-Support
PCI-E 3.0 x16 2 1x x16, 1x x4
SATA (6Gbit/s) 6
M.2 Slot (PCIe 3.0 x4) 1
LAN (1 Gbit/s) 1 Intel i219-V
USB 2 (0.5 GBit/s) an I/O-Blende 2
USB 2 (0.5 GBit/s) als Header 4
USB 3.0 (5 GBit/s) an I/O-Blende 4
USB 3.0 (5 GBit/s) als Header 2
FAN-Header 3

Dem Gigabyte GA-X150M-PRO ECC fehlt die Fähigkeit die iGPU des Prozessors zu nutzen, weshalb es zumindest zur Ersteinrichtung eine dedizierte GPU benötigt. Dieser Umstand ist dem C232-Serverchipsatz geschuldet, den wir aber für die ECC-Funktionalität benötigen. Nach der Einrichtung kann das System aber auch ohne zusätzliche Grafikkarte betrieben werden.

In den M.2 Slot lässt sich eine SSD mit SATA und PCIe 3.0 x4 Interface verbaut werden. Letztere ist zu bevorzugen, denn im SATA-Modus blockiert der M.2 Slot einen der sechs SATA-Ports und verhindert so den Maximalausbau des NAS mit 6 Festplatten.




Die beiden PCI-E Slots des Mainboards können bis zu zwei zusätzliche Hardware-RAID oder SATA-Controller aufnehmen. Wem reine SATA3-Ports ausreichen (z.B. bei Verwendung eines Software-RAIDs oder als einzelne Festplatten), der ist mit dem Syba PCI-E 4x SATA3 Controller gut beraten, der für rund 30 Euro vier zusätzliche SATA3-Ports zur Verfügung stellt. Mit zwei dieser SATA-Controller sind so in diesem System bis zu 14 SATA-Datenfestplatten möglich.


Festplatten & RAID

EigenschaftWert Bemerkungen
AHCI & NCQ
Hot-Plug
HW/FR - RAID 0 Intel C232 RAID
HW/FR - RAID 1 Intel C232 RAID
HW/FR - RAID 5 Intel C232 RAID
HW/FR - RAID 10 Intel C232 RAID

Der Systemdatenträger kann auf 4 Arten realisiert werden, wobei nur bei Option 1 und 2 alle 6 SATA-Ports des Mainboards für Datenfestplatten genutzt werden können.


Alle 4 Optionen eignen sich hervorragend für den Einsatz in einem NAS, von einem normalen USB-Stick als Systemdatenträger raten wir auch bei Linux ab, denn diese sind einfach nicht für den Dauereinsatz konzipiert.

Wir benutzen in unserem Testsystem die Lösung mit USB 3.0 zu M.2 SATA Stick, in dem eine Transcend MTS400 32GB SSD verbaut wurde. Diese Lösung hat sich in der Vergangenheit schon bei mehreren System als sehr zuverlässig bewährt und liefert zudem eine hohe Lese- und Schreibgeschwindigkeit. Mit einem USB 3.0 20-Pin Mainboard Header kann der Stick auf Wunsch auch in das Gehäuseinnere verlegt und an den USB 3.0 Header angeschlossen werden.



Bei den Datenfestplatten greifen wir zur WD Red NAS Serie, die für den Einsatz im NAS konzipiert sind und über eine abgestimmte Firmware sowie TLER (Time Limited Error Recovery) verfügen und sich ideal für den Einsatz in einem RAID eignen. Alternativ kann man die Seagate Ironwolf NAS Serie nutzen, die technisch fast identisch mit den WD Red Festplatten ist. So verfügen die Seagate NAS Festplatten etwa mit ERC (Error Recovery Control) ebenfalls über ein Feature zur Minimierung von Problemen im RAID-Betrieb. Beide Hersteller gewähren 3 Jahre Garantie auf die NAS Festplatten.



Denkt bei der Wahl des Gehäuses (siehe weiter unten) unbedingt an eine gute Belüftung der Datenfestplatten. Festplatten die im Betrieb über längere Zeit zu warm werden, fallen deutlich schneller aus als ausreichend gekühlte Festplatten.


Netzteil

EigenschaftWert Bemerkungen
Formfaktor ATX
Max. Leistung[W] 350
SATA-Power 5
Überstromschutz (OCP)
Überspannungsschutz (OVP)
Unterspannungsschutz (UVP)
Kurzschlussschutz (SCP)
Überhitzungsschutz (OTP)
Überlastschutz (OPP)

Gerade in einem NAS oder Server sind umfangreiche Schutzschaltungen des Netzteils empfehlenswert um die Hardware bzw. die gespeicherten Daten optimal zu schützen.

Wir benutzen in unserem Bauvorschlag das 80+ Bronze zertifizierte und daher besonders sparsame be quiet! Pure Power 10 350W, welches über 5 SATA-Anschlüsse verfügt. Mittels Y-Adaptern lässt sich die Anzahl aber leicht erhöhen, auch 10 Festplatten sind für dieses Netzteil kein Problem. Etwas günstiger ist das be quiet! System Power 8 400W zu haben, welches auf günstigere Komponenten zurückgreift. Ab dem be quiet! Pure Power 10 400W erreichen die Netzteile eine nochmals gesteigerte Effizienz (80+ Silber).

Empfohlene NetzteileSATA-PowerZertifizierung und EffizienzPreis
be quiet! Pure Power 10 350W580+ Bronze, bis zu 87%48 Euro

be quiet! System Power 8 400W580+, bis zu 87%104 Euro
be quiet! Pure Power 10 300W480+ Bronze, bis zu 87%41 Euro
be quiet! Pure Power 10 400W580+ Silber, bis zu 91%52 Euro
be quiet! Pure Power 10 500W680+ Bronze, bis zu 87%64 Euro

Reichen die maximalen SATA-Power Anschlüsse des Netzteils nicht aus, könnt ihr ein oder mehrere SATA Power Y-Kabel nutzen. Alle hier aufgelisteten be quiet! Netzteile verfügen über zwei unabhängige 12V-Schienen und können eine Vielzahl von Festplatten parallel mit Strom versorgen.


Gehäuse

EigenschaftWert Bemerkungen
ATX
Micro-ATX
Mini-ITX

Unsere Gehäuse-Empfehlungen beziehen sich auf ein System mit 6 Datenfestplatten. Generell kommt hier jedes Gehäuse mit ausreichend Platz und einer guten Belüftung in Frage. Bewährt haben sich die gut verarbeitenden Gehäuse des schwedischen Herstellers Fractal Design. Die Gehäuse werden in der Regel inklusiver leiser Lüfter ausgeliefert, haben dafür aber ihren Preis. Das Xigmatek Asgard II ist mit 45 Euro deutlich günstiger und bietet dabei (inklusive 5,25 Zoll Slots) Platz für 11 Festplatten. Es wird ein 120mm Lüfter mitgeliefert, der aber nur 3-4 Datenfestplatten ausreichend kühlt. Bei der Verwendung von mehr als 4 Festplatten sollte daher für eine bessere Belüftung gesorgt werden.

Empfohlene Gehäuse3,5 Zoll HDDsLüfter inkl.Preis
Fractal Design Node 304 (weiß/schwarz)61x 140mmm, 2x 92mm80 Euro
Fractal Design Node 804 (weiß/schwarz)83x 120mm110 Euro
Fractal Design Define R5 (schwarz)82x 140mm105 Euro
Xigmatek Asgard II (schwarz)81x 120mm45 Euro




Betriebssystem

EigenschaftWert Bemerkungen
OpenMediaVault 3 Debian 8 Linux mit mdadm Linux-Software-RAID
NAS4Free 11 Fork von FreeNAS mit guter ZFS-Unterstützung
FreeNAS 11 FreeBSD mit der besten ZFS-Unterstützung auf dem Markt
Rockstor 3 CentOS 7 Linux mit Btrfs Dateisystem
Windows 10
Windows Server 2012
Windows Server 2016

Wir benutzen für unsere Tests das NAS-Betriebssystem OpenMediaVault 3, welches auf ein schlankes Debian 8 Linux Grundsystem aufsetzt. OpenMediaVault 3 ist nur eine Weboberfläche zur Konfiguration des Linux Grundsystemes, wird aber als komplettes Installationsimage angeboten. Linux Kenntnisse werden daher nicht benötigt.

Auch wenn auf normalen Computern immer noch das Betriebssystem Windows dominiert, laufen Server unserer Erfahrung nach mit Linux schneller und stabiler. Noch dazu ist Linux deutlich unanfälliger für Viren und Malware als Windows.

Da dieses NAS Arbeitsspeicher mit ECC-Fehlererkennung besitzt, eignet es sich natürlich auch gut für die Verwendung mit FreeNAS oder NAS4Free, die beide das Arbeitsspeicher-hungrige ZFS-Dateisystem nutzen. Interessiert ihr euch für NAS4Free, dann hilft euch unsere Komplettanleitung NAS4Free inkl. ZFS-Grundkurs sicher weiter.


Benchmarks

EigenschaftWert Bemerkungen
Max. Lesen via SMB/NFS[MB/s] 114
Max. Schreiben via SMB/NFS[MB/s] 112
Max. Lesen via FTP[MB/s] 115
Max. Schreiben via FTP[MB/s] 114
Max. CPU Last SMB-Lesen[%] 10
Max. CPU Last SMB-Schreiben[%] 10
Cinebench R15 Einkern[cb] 151
Cinebench R15 Mehrkern[cb] 382

Unser NAS-Bauvorschlag nutzt die 1 Gbit Netzwerkschnittstelle mit bis zu 115 MB/s voll aus. Dabei ist der Intel Pentium G4560 nur zu 10% ausgelastet. Durch die Nachrüstung einer 10 Gbit Netzwerkkarte in den PCIe 3.0 x16 Slot des Mainboards sind bis zu 700 MB/s möglich (OpenMediaVault 3 RAID5 mit 6x WD Red 8TB (WD80EFZX) und einer Intel X540-T2 10Gbit Base-T Netzwerkkarte).


Energieverbrauch

EigenschaftWert Bemerkungen
Ausgeschaltet[W] 1,7
Standby[W] 2,4
Leerlauf[W] 13,2 ohne Datenfestplatten

Den Energieverbrauch haben wir ohne Datenfestplatten mit dem Betriebssystem OpenMediaVault 3 (Linux Kernel 4.9 BPO) ermittelt. Zur Verbrauchsmessung verwenden wir einen Voltcraft Energy-Logger 4000, der sich auch für die Messung besonders geringer Ströme bewährt hat. Etwas günstiger aber auch recht genau ist der Brennenstuhl Primera-Line PM 231.

Die Messung wurde ohne die Grafikkarte durchgeführt, die nur zur Erstinstallation benutzt und danach ausgebaut wurde. Um Energie zu sparen, ist unser NAS nur zudem aktiv wenn es gebraucht wird. Ist kein Client im Netzwerk aktiv der für die Benutzung des NAS registriert ist, versetzt sich das NAS von alleine in den Standby. In diesem Zustand verbraucht unser NAS dann nur 2,4 Watt und wartet bis es von einem Client per Wake-On-Lan (WOL) mit einem Magic-Paket aufgeweckt wird.

Dazu benutzen wir das Autoshutdown Plugin der OMV-Extras, das dann einfach per OpenMediaVault Weboberfläche eingerichtet wird. Neben der Client-Aktivitätsprüfung kann das Plugin auch Zugriffe auf die Festplatten registrieren und dementsprechend das NAS aktiv halten. Auch Ports oder die Systemlast können überwacht werden. Wer möchte kann eine Zeitspanne festlegen, in der das NAS generell nicht in den Standby-Modus versetzt werden soll.





Technische Daten (Zusammenfassung)

EigenschaftWert Bemerkungen
Prozessor Intel Pentium G4560 2x 3,5 GHz, Hyperthreading, 3MB Cache, 54W TDP
Mainboard Gigabyte GA-X150M-PRO ECC ECC-Support, 4x DDR4, 2x PCIe x16 (1x x4), 6x SATA, Intel RAID
Arbeitsspeicher Kingston KVR21E15S8 4GB 4GB DDR4-2133 ECC, CL15, 1,2V
Arbeitsspeicher (Alternativ) Kingston KVR21E15D8 8GB 8GB DDR4-2133 ECC, CL15, 1,2V
Grafikkarte Sapphire AMD Radeon R5 230 wird nur zur Erstinstallation benötigt
Grafikkarte (Alternativ) MSI GeForce GT 710 1GB wird nur zur Erstinstallation benötigt
Systemdatenträger SanDisk SSD PLUS 120GB
Systemdatenträger (Alternativ) WD Black PCIe 256GB Für den M.2 Slot mit PCIe Interface
Netzteil be quiet! System Power 8 400W 5x SATA, 80+
Netzteil (Alternativ) be quiet! Pure Power 10 350W 5x SATA, 80+ Bronze
Gehäuse Fractal Design Node 304 6x 3,5 Zoll Festplatten
Gehäuse (Alternativ) Fractal Design Define R5 8x 3,5 Zoll Festplatten
Datenfestplatte WD Red NAS ca. 38 Euro / TB
Datenfestplatte (Alternativ) Seagate Ironwolf NAS ca. 35 Euro / TB
Adapter / Kleinteile SATA Power Y-Kabel je nach Netzteil ab 5/6 Festplatten
Adapter / Kleinteile (Optional) USB 3.0 zu M.2 SATA Stick bei Verwendung eines USB Systemdatenträgers
Adapter / Kleinteile (Optional) Transcend MTS400 32GB bei Verwendung eines USB Systemdatenträgers
Adapter / Kleinteile (Optional) USB 3.0 20-Pin Mainboard Header bei Verwendung eines USB Systemdatenträgers
Gesamtpreis System[€] 400 kleinste Ausführung ohne Datenfestplatten

Kommentare (0)


Diesen Artikel kommentieren:

Hinweis:
  • Nur Fragen / Antworten direkt zum Artikel
  • Kein Support für andere Hard- oder Software !


Name:
   
Kommentar:
   
    

Bild abtippen:
   
Artikel-Abo: optional
  Wenn Du eine E-Mail-Adresse angibst, informieren wir dich, sobald es hier etwas Neues gibt.