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GN⁺: 인텔 12세대/13세대를 이용한 7와트 대기 전력의 저전력 서버/NAS 구축

 (mattgadient.com)
2P by neo 7달전 | favorite | 댓글 1개

인텔 12세대/13세대에서 7와트 대기 전력: 저전력 서버/NAS 구축의 기초

  • 인텔 12세대/13세대 시스템의 대기 전력이 7와트임.
  • 대기 전력 측정에는 메인보드, CPU, RAM, SSD, PSU 포함됨.
  • BIOS에서 C-States 설정과 powertop의 자동 조정을 통해 절전 모드 도달.

자세한 사양 및 구성 요소 선택

  • 낮은 대기 전력과 합리적인 CPU 성능을 목표로 함.
  • 12개의 하드 드라이브와 최소 1개의 NVMe를 처리할 수 있는 능력 필요.
  • 비용을 통제하면서 DDR4를 사용하고 기존 CPU를 재사용하려 함.

메인보드 – ASUS Prime H770-Plus D4

  • 인텔 600/700 시리즈와 AMD 500/600 시리즈 메인보드 중에서 선택함.
  • 6개의 NVMe 드라이브를 위해 PCI-E to M.2 어댑터 사용 필요성 인식.
  • 인텔 메인보드를 선택한 이유는 칩셋 TDP, 칩셋 속도, DDR4 사용 가능성, 기존 인텔 12세대 CPU 보유 등임.

CPU – 인텔 i5-12400 (H0 스테핑) – Alder Lake

  • AV1 하드웨어 디코드 지원 및 E-core 실리콘 오버헤드 없는 최고 성능 제공.
  • 이전 데스크탑 빌드에서 사용했던 CPU를 서버 지향적인 구축에 재사용함.

메모리 – 64GB DDR4-3200

  • 기존에 보유하고 있던 Kingston HyperX 듀얼랭크 및 싱글랭크 메모리 사용.
  • XMP 프로파일을 사용하여 안정성을 확보하고 전압을 조정함.

부팅 드라이브 – Sandisk Ultra 3D 1TB SSD

  • Ubuntu Server 23.04를 위한 부팅 드라이브로 사용.
  • 최종 OS는 Samsung SSD 970 EVO Plus 500GB NVMe에 설치될 예정임.

PSU – Corsair RM750

  • 750W PSU는 시스템이 10와트 정도에서 유지될 것으로 예상되지만, 동시에 여러 드라이브 모터가 작동할 때 높은 순간 부하를 견딜 수 있어야 함.

전력 측정 – 초기

  • 벽에서 측정한 전력과 Ubuntu Server 23.04를 사용.
  • BIOS 설정 중 CPU C-states, ASPM, R6, ALPM 지원 활성화.
  • 디스플레이가 꺼진 후 7와트, USB 키보드 전원 관리 비활성화 시 8와트 소비.

문제가 되는 전력 측정 – 스핀 다운된 하드 드라이브로 가득 찬 상태

  • 12개의 하드 드라이브와 4개의 NVMe 드라이브를 연결한 후 대기 전력이 24-25와트로 증가함.
  • SATA 컨트롤러와 포트 멀티플라이어 사용으로 인한 전력 소비 증가 추정.

전력 소비 퍼즐 – 높은 전력 조사 및 진단

  • 하드 드라이브를 분리하고 구성 요소를 하나씩 테스트함.
  • JMB585 SATA 컨트롤러가 전력 소비 증가의 주범으로 밝혀짐.
  • ASM1166 SATA 컨트롤러로 교체하여 ASPM L1 지원으로 전력 소비 감소.

전력 소비 퍼즐 – 결론

  • 낮은 전력 소비를 위해 메인보드 지원과 BIOS 구성이 중요함.
  • 모든 장치가 ASPM L1을 지원해야 함.
  • C8 전력 상태를 달성할 수 있다면 CPU에 연결된 PCIe 레인 사용을 피함.
  • 벽에서 측정한 전력만이 실제 상황을 정확히 파악할 수 있는 유일한 방법임.

GN⁺의 의견

  • 저전력 서버/NAS 구축에 있어 인텔 12세대/13세대 플랫폼이 매우 효율적인 대기 전력을 제공하는 것이 중요함.
  • 메인보드 선택과 BIOS 설정이 전력 소비에 큰 영향을 미치는 것으로 나타남.
  • 이 글은 저전력 시스템을 구축하려는 초급 소프트웨어 엔지니어에게 유용한 정보를 제공하며, 특히 SATA 컨트롤러와 같은 구성 요소의 전력 관리 기능이 시스템 전체의 전력 소비에 미치는 영향에 대한 흥미로운 통찰력을 제공함.
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neo 7달전  [-]
Hacker News 의견

  • 독일 포럼 스레드에서 30W 이하의 다양한 홈서버/네트워크 연결 스토리지(NAS) 구성을 나열한 구글 문서가 있음. 개인적으로 이상적인 가격 대 성능 비율의 하드웨어 구성을 찾았으며, 중고로 매우 저렴하게 구입함. Proxmox를 실행 중이며, 대기 전력은 9.3W임. 미디어 인코딩에는 적합하지 않아, 대안으로 Core i3 8100 이상을 추천함. 저렴한 중고 워크스테이션으로 좋은 서버가 되는 Dell T30이나 Fujitsu Celsius W550도 있음. Ryzen 옵션은 드물지만, AMD Ryzen 5 PRO 4650G와 Asus PRIME B550M-A 보드가 약 16W의 대기 전력을 소모한다는 보고가 있음.

  • 하드웨어는 훌륭하지만 소프트웨어 관리가 어려우면 이러한 구성을 정당화하기 어려움. 예를 들어, Synology NAS는 DSM이라는 운영체제를 사용하며, 사용자 친화적인 소프트웨어로 인해 큰 이점을 누림. Synology는 DSM을 비Synology 플랫폼에서도 실행할 수 있게 하여 NAS 시장에서 Microsoft와 같은 위치를 차지할 수 있을 것임.

  • 저자는 2016년부터 2023년까지 약 5개의 시스템을 구축함. 일부 부품은 여러 빌드에 걸쳐 재사용됨. 하드웨어 비용 대비 전체 수명 에너지 비용을 고려할 때, 4년 동안 운영되는 전력 소모가 큰 기계가 2년 동안 운영되는 저전력 기계보다 경제적일 수 있음.

  • 많은 저장 공간을 위한 훌륭한 작업. 저장 공간을 SSD에 맞출 수 있고, 많은 컴퓨팅 파워가 필요하지 않다면, RasPi나 NUC와 같은 저전력 서버를 사용할 수 있음. 저자는 현재 팬리스로 운영되는 1U Atom 서버를 사용하고 있으며, SATA와 ECC RAM의 이점이 있음.

  • 7950X3D, X670E Taichi, 96GB 6400MHz CL32, 2x4TB Lexar, 4x18TB Seagate Exos X18, RX570 8G, Proxmox 구성을 사용함. 대기 상태에서는 약 60-70W, TrueNAS VM이 작동 중일 때는 약 90-100W, TrueNAS 및 Fedora Desktop이 GPU 패스스루와 함께 작동 중일 때는 약 150W의 전력을 소모함. RAM이 전력 소모에 큰 영향을 미침.

  • 개인의 필요는 다양하지만, RAID5나 6을 사용하면서 디스크 손실을 경험한 후, RAID를 싫어하게 됨. 결국, 두 대의 SSD를 사용하는 간단한 구성으로 축소함. 필요한 경우 LXC 컨테이너를 실행할 수 있도록 설정함.

  • NAS가 대부분 대기 상태일 때 전력 소비를 최소화하고 싶다면, 파일 서버를 자동으로 깨우는 임베디드 CPU 기반의 WoL(네트워크 패킷을 감지하여 서버를 깨우는 기술) 생성기를 고려할 수 있음. 이 방법은 전력 소비를 매우 낮추면서 필요할 때 서버의 전체 성능을 제공함.

  • 저전력은 좋지만, ECC 없이 큰 RAID를 장기간 운영하는 것은 위험함. 5년 이상 견딜 수 있는 유사한 시스템에 대한 좋은 해결책이 필요함.

  • 과거에 비슷한 시스템을 시도한 좋은 경험. 무소음 팬리스 서버에 대한 블로그 링크 제공.

  • CPU/메인보드를 최적화하는 것에 집중하다가 여러 개의 작은 드라이브 대신 적은 수의 큰 드라이브를 사용하는 것이 더 경제적일 수 있음을 지적함.

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