Raspberry Pi 5 NAS - Klein, sparsam und immer verfügbar

Der Broadcom BCM2712 des Raspberry Pi 5 nutzt 4 ARM Cortex-A76 CPU-Kerne die mit einer Taktfrequenz von 2,4 GHz arbeiten. Diese sind im Vergleich zu einem Intel Prozessor N100 ca. halb so schnell.

Dafür benötigt der Prozessor auch weniger Energie, maximal 8 Watt konnte ich für das gesamte System im Sysbench Benchmark unter Volllast messen. Der Intel Prozessor N100 wird in einem moderneren Fertigungsverfahren in 10 nm hergestellt, ausgleichen kann der in 16 nm gefertigte Broadcom BCM2712 dies durch die energiesparende ARM-Architektur.


Trotz des geringen Energieverbrauches empfiehlt sich zumindest ein passiver Kühlkörper für den Prozessor. Ich setze mit dem GeeekPi Armor Lite V5 * sogar einen Kühlkörper mit aktivem Lüfter ein. Dieser ist allerdings PWM gesteuert und dreht sich im Leerlauf meist nicht. Selbst unter voller Last ist der Lüfter aufgrund der niedrigen Drehzahl kaum hörbar und definitiv Wohnzimmer tauglich.

Befestigt wird der GeeekPi Armor Lite V5 * über zwei Bohrungen in der Platine des Raspberry Pi 5. Wärmeleitpads und Schrauben befinden sich im Lieferumfang des Lüfters.


Ich habe mir mit dem Raspberry Pi 5 (8 GB) * die größte der beiden Ausbaustufen des Raspberry Pi 5 gekauft. Ich denke aber, dass für die meisten die kleinere 4 GB Variante des Raspberry Pi 5 ausreicht. In der Praxis lag der Arbeitsspeicherverbrauch in meinem NAS immer unter 2 GB. Nur wer viel mit Docker oder auch einer virtuellen Maschine arbeitet, der sollte zur 8 GB Variante greifen.


Die für mich wichtigste Neuerung des Raspberry Pi 5 ist die native Unterstützung von PCI-Express über einen PCIe 2.0x1 Stecker. Die Bandbreite liegt in der Praxis bei ca. 447 MB/s. An den PCI-Express Anschluss lassen sich dann über eine Zusatzplatine SATA oder PCIe (M.2) Festplatten bzw. SSDs mit dem Raspberry Pi 5 zuverlässig verbinden. Das war in der Vergangenheit nur über USB möglich.


Experimentell lässt sich der PCI-Express Port auch auf den PCIe 3.0x1 Standard hochsetzen. Hier konnte ich im hdparm Festplattenbenchmark satte 872 MB/s erreichen.


Aber Achtung: das funktioniert nur, solange ihr eine Platine mit nur einer M.2 Aufnahme benutzt, da nur hier die PCIe-Leitungen direkt durchgereicht werden. Platinen die mehr als eine M.2 SSD unterstützen, müssen die Leitungen über einen PCI-Express Splitter schicken, der dann auch den PCIe 3.0 Standard unterstützen müsste.

Die Geekworm X1004 Dual M.2 NVMe SSD Shield * Platine verwendet mit dem ASM1182e PCIe-Switch allerdings einen Chip, der nur PCIe 2.0 unterstützt, so dass die maximale Bandbreite hier dann bei 447 MB/s liegt. Aktuell gibt es meines Wissens nach keine Platine mit PCIe 3.0 Chip.


Ich setze zwei WD Black SN770 2 TB * als Datenträger ein. Dieses Modell gibt es nur bis 2 TB Speicher, wer mehr Speicherplatz benötigt, kann zur WD Black SN850X 4 TB * greifen. Mein Favorit bei den M.2 SSDs mit 4 TB Speicherplatz ist aber die Lexar NM790 4TB *, die es teilweise schon für 200 Euro im Angebot gab.

Wer auf ein Angebot wartet, zahlt so ca. 50 Euro pro Terrabyte an Speicherplatz. Mit 110 Euro habe ich für meine WD Black SN770 2 TB * im Juli 2024 etwas mehr bezahlt, 55 Euro sind für mich aber immer noch akzeptabel gewesen.

Da die Festplatten die wohl wichtigste Komponente in einem NAS sind, empfehle ich euch unbedingt einen passiven SSD-Kühlkörper wie den ICY BOX Flacher M.2 Kühler *. Denn auch wenn die maximale Transfergeschwindigkeit über Netzwerk für eine M.2 SSD natürlich keine Herausforderung ist, erhitzen sich bei mit die SSDs sehr schnell und erreichten mit 85°C die maximale Betriebstemperatur die der Hersteller empfiehlt.


Nach der Installation des ICY BOX Flacher M.2 Kühler * auf den M.2 SSDs hat sich die Temperatur um 25-30 Grad verringert. Achtet auch unbedingt darauf, dass euer Raspberry Pi 5 Gehäuse * eine gute Lüftung der Komponenten begünstigt. Ich habe mir ein eigenes Gehäuse im 3D-Drucker hergestellt, dessen Pläne ich in der Makerworld mit euch teile.




Beim Netzteil empfehle ich unbedingt das originale Raspberry Pi 5 USB-C Netzteil 27W * zu verwenden. Ich habe insgesamt 5 andere USB-C Netzteile getestet und mit allen hatte ich Probleme. Die meisten Netzteile sind zum Laden von Geräten konzipiert und kommen nicht mit den schnellen Lastwechseln des Raspberry Pi 5 klar.


Wenn man Glück hat, findet man dazu auch entsprechende Undervoltage detected Fehlermeldungen im Syslog. Allerdings kommt es auch zu Dateifehlern, Neustarts usw. zu denen man unter Umständen keinen Eintrag im Syslog findet, weil bei einer zu großen Unterspannung der Raspberry Pi 5 eine Kernel Panik auslöst und sofort abstürzt oder neustartet. Diese Neustarts bekommt man teilweise gar nicht mit, sofern man den Raspberry Pi 5 nicht pausenlos im Auge hat.


Ich hatte zunächst ein geschlossenes Gehäuse benutzt, welches nur auf der Ober- und Unterseite über Luftöffnungen verfügte. Hier hat sich der Raspberry Pi 5 bzw. vor allem die M.2 SSDs recht schnell erhitzt. Daher habe ich mich entschlossen ein Gehäuse zu designen, welches eine sehr gute Belüftung besitzt und zudem ohne Werkzeug / Schrauben montierbar ist.


Das Gehäuse habe ich dann mit meinem Bambu Lab A1 Mini ausgedruckt. Ihr könnt das Design in der Makerworld herunterladen und das Gehäuse bei euch drucken. Wer keinen 3D-Drucker besitzt, kann das Design auch bei einem Dienstleister drucken lassen.

Ich habe über die Wärmebildkamera FLIR das Gehäuse optimiert und die Temperaturen über einen langen Zeitraum überwacht. Vor allem die SSDs bleiben jetzt sehr kühl das war mein Hauptaugenmerk.


Alternativ könnte das GeeekPi Raspberry Pi 5 Aluminium Gehäuse * passen, das habe ich selbst aber nicht getestet.


Beim Betriebssystem ist man leider etwas eingeschränkt, da sowohl TrueNAS als auch Unraid die ARM-Hardware des Raspberry Pi 5 nicht unterstützen.

Dafür läuft OpenMediaVault 7, welches auf Debian Linux bzw. dem Raspberry Pi OS aufbaut. Exakt wählen wir hier die Raspberry Pi OS Lite (64 bit) Version des Betriebssystems aus. Dieses ist mit 400 MB sehr klein und beinhaltet nur das notwendigste was wir für den Betrieb des NAS benötigen. Das Installationsscript von OpenMediaVault setzt später exakt diese Version voraus.

Das Betriebssystem wird dabei auf eine microSD-Karte installiert. Dank FlashMemory Plugins in OpenMediaVault, welches die Schreibbelastung des Systemdatenträgers stark reduziert, ist dies von der Haltbarkeit her kein Problem.

Ich verwende die SanDisk Extreme microSD * (A2, 190 MB/s) *, welche mit 128 GB zwar größer als nötig ist, aber dafür noch haltbarer als kleinere Kapazitäten sein dürfte. Mit 15 Euro handelt es sich auch um eine bezahlbare Variante.


Wählt bei der Installation im Raspberry Pi Imager in den Optionen zudem aus, der ihr den SSH-Dienst aktivieren möchtet. Dann benötigt ihr zur weiteren Konfiguration des Raspberry Pi kein HDMI-Kabel bzw. Bildschirm. Die weitere Konfiguration erfolgt dann aus der Ferne per SSH.

Nachdem ihr das Betriebssystem auf der microSD-Karte installiert habt und diese im Raspberry Pi 5 steckt, könnt ihr diesen nun starten. Ein Netzwerkkabel sollte dementsprechend verbunden sein. Ich nutze von Windows aus den kostenlosen Bitvise SSH-Client um mich im Anschluss zum Raspberry Pi 5 zu verbinden. Die IP-Adresse findet ihr über euren Router oder indem ihr den Hostnamen des Raspberry Pi 5 (bei mir NAS5.local) pingt.

Habt ihr eine SSH-Sitzung zum Raspberry Pi 5 aufgebaut, aktualisieren wir erstmal das System. Führt dazu nacheinander die folgenden Befehle aus:


Wer kein W-Lan bzw. Bluetooth benötigt, kann durch die Deaktivierung des Funkmoduls ca. 0,1 Watt an Energie einsparen:

.. und die Datei mit Strg+O speichern und Strg+X beendet den Editor. Anschließend können wir nun OpenMediaVault 7 ganz einfach mit nur einem Befehl installieren:


Die Installation von OpenMediaVault dauert auf dem Raspberry Pi 5 ca. 5 Minuten und beinhaltet alle für den Betrieb nötigen Module wie PHP8, Phyton, Samba, RamFS, die Salt-Umgebung und das FlashMemory Plugin. Im Anschluss startet das System neu und hat ggf. eine neue IP-Adresse. Ihr könnt hier wieder einfach den Hostnamen pingen um diese zu ermitteln.

Ab jetzt ist das System dann auch über die gewohnte OpenMediaVault Weboberfläche (Standardlogin: admin mit dem Passwort openmediavault) erreichbar.


Spätestens seit OpenMediaVault 6 ist die Weboberfläche voll responsive und kann dementsprechend auch auf einem Smartphone oder Tablet einwandfrei angezeigt werden.


Seit OpenMediaVault 7 ist das Multiple-Devices Tool (mdadm), mit dem man einen Software-Raid Verbund aufbaut, nicht mehr Bestandteil der OpenMediaVault Basis. Ihr findet dies unter Erweiterungen und müsst es selbst nachinstallieren.



Um die Datensicherheit zu erhöhen, fasse ich in meinem NAS die beiden 2 TB großen M.2 SSDs in einen Raid 1 Verbund zusammen. Fällt eine SSD später aus, verliere ich dennoch keine Daten, da diese in einem Raid 1 gleichzeitig auf beiden SSDs gespeichert werden. Dafür hat man nur die halbe Gesamtkapazität (also in dem Fall 2 TB) zur Verfügung. Wer diese Sicherheit nicht benötigt, kann einen anderen Verbund bzw. einen JBOD nutzen.

Die Erstellung bzw. Initialisierung eines Raid 1 hat in meinem Fall mit den zwei 2 TB großen M.2 SSDs ca. 3 Stunden gedauert. Erst danach ist der Raid dann einsatzbereit.




Die Zeiten, in denen man mit einem Raspberry Pi im NAS-Betrieb Kompromisse bei der Geschwindigkeit eingehen musste, sind glücklicherweise vorbei. Am Ende liefert das Raspberry Pi 5 NAS Daten genauso schnell aus wie das NAS Basic 3, welches auf einem modernen Intel Prozessor basiert.

Da die verwendeten M.2 SSDs auch über eine PCIe 2.0x1 Anbindung noch schnell genug sind (bis 447 MB/s), könnte man auch einen UGREEN 2,5 Gbits USB 3.0 Adapter * benutzen, der unter 25 Euro kostet. Getestet habe ich diesen noch nicht, aber die SSDs sollten hier schnell genug sein um Daten per 2,5 Gbits Netzwerk (ca. 280 MB/s) zu transferieren ohne zum Flaschenhals zu werden.


Im Leerlauf mit zwei M.2 SSDs liegt der Energieverbrauch bei 4,2 Watt. In diesem Zustand wird sich mein NAS die meiste Zeit befinden, denn der Raspberry Pi 5 verfügt nicht über einen S3-Standby und kann dementsprechend auch nicht in einen Standby-Modus wechseln.

Die ständige Verfügbarkeit ist aber definitiv ein Vorteil wenn auf dem System noch andere Dienste laufen sollen und ist generell auch sehr angenehm. Ich hatte in der Vergangenheit immer ein Standby-System als NAS genutzt, welches ich dann per WOL bei Bedarf geweckt habe. Dazu habe ich das AutoShutDown Plugin von OpenMediaVault verwendet. Ich muss allerdings feststellen, das das Raspberry Pi 5 NAS mit seiner ständigen Verfügbarkeit doch deutlich angenehmer ist. Beim WOL gibt es in der Vergangenheit immer eine Reaktionszeit von einigen Sekunden bis das NAS verfügbar war.