7 watts au repos sur Intel 12e/13e génération : les bases pour construire un serveur/NAS basse consommation
- Les systèmes Intel 12e/13e génération affichent une consommation au repos de 7 watts.
- La mesure de la consommation au repos inclut la carte mère, le CPU, la RAM, le SSD et le PSU.
- L’accès aux états d’économie d’énergie a été obtenu via les réglages des C-States dans le BIOS et les ajustements automatiques de
powertop.
Spécifications détaillées et choix des composants
- L’objectif est d’obtenir une faible consommation au repos avec des performances CPU raisonnables.
- Il faut pouvoir gérer 12 disques durs et au moins 1 NVMe.
- L’idée est d’utiliser de la DDR4 et de réutiliser un CPU existant tout en maîtrisant les coûts.
Carte mère – ASUS Prime H770-Plus D4
- Le choix s’est fait parmi les cartes mères Intel séries 600/700 et AMD séries 500/600.
- Le besoin d’utiliser un adaptateur PCI-E vers M.2 pour 6 SSD NVMe a été identifié.
- La carte mère Intel a été retenue pour le TDP du chipset, la vitesse du chipset, la possibilité d’utiliser de la DDR4 et la possession préalable d’un CPU Intel 12e génération.
CPU – Intel i5-12400 (stepping H0) – Alder Lake
- Il offre la prise en charge du décodage matériel AV1 et les meilleures performances sans la surcharge silicium des E-cores.
- Le CPU utilisé auparavant dans un PC desktop a été réemployé dans une configuration orientée serveur.
Mémoire – 64 Go DDR4-3200
- Utilisation de barrettes Kingston HyperX dual-rank et single-rank déjà disponibles.
- Le profil XMP a été utilisé pour garantir la stabilité et ajuster la tension.
Disque de démarrage – Sandisk Ultra 3D 1 To SSD
- Utilisé comme disque de démarrage pour Ubuntu Server 23.04.
- L’OS final doit être installé sur un Samsung SSD 970 EVO Plus 500 Go NVMe.
PSU – Corsair RM750
- Le PSU de 750 W devrait permettre au système de tourner autour de 10 watts, tout en pouvant encaisser les fortes charges instantanées quand plusieurs moteurs de disques démarrent en même temps.
Mesure de la consommation – initiale
- Mesure de la consommation à la prise murale avec Ubuntu Server 23.04.
- Activation dans le BIOS des options CPU C-states, ASPM, R6 et prise en charge de l’ALPM.
- Consommation de 7 watts après extinction de l’affichage, et de 8 watts lorsque la gestion d’alimentation du clavier USB est désactivée.
Mesure de consommation problématique – avec des disques durs arrêtés mais tous connectés
- Après connexion de 12 disques durs et de 4 SSD NVMe, la consommation au repos est montée à 24-25 watts.
- Une hausse de consommation liée à l’utilisation d’un contrôleur SATA et d’un port multiplier est soupçonnée.
Énigme de la consommation – enquête et diagnostic sur la consommation élevée
- Les disques durs ont été débranchés et les composants testés un par un.
- Le contrôleur SATA JMB585 s’est révélé être le principal responsable de l’augmentation de consommation.
- Son remplacement par un contrôleur SATA ASM1166 a réduit la consommation grâce à la prise en charge d’ASPM L1.
Énigme de la consommation – conclusion
- Pour réduire la consommation, la prise en charge par la carte mère et la configuration du BIOS sont essentielles.
- Tous les périphériques doivent prendre en charge ASPM L1.
- S’il est possible d’atteindre l’état d’alimentation C8, il faut éviter d’utiliser les lignes PCIe reliées au CPU.
- Seule la mesure de la consommation à la prise murale permet de refléter correctement la situation réelle.
L’avis de GN⁺
- Pour construire un serveur/NAS basse consommation, il est important que la plateforme Intel 12e/13e génération offre une consommation au repos très efficace.
- Le choix de la carte mère et les réglages du BIOS semblent avoir un impact majeur sur la consommation électrique.
- Cet article fournit des informations utiles aux ingénieurs logiciel débutants qui veulent construire un système basse consommation, en particulier des observations intéressantes sur l’impact des fonctions de gestion énergétique de composants comme les contrôleurs SATA sur la consommation globale du système.
1 commentaires
Avis Hacker News
Il existe dans un fil de forum allemand un document Google qui recense diverses configurations de home server/NAS (stockage en réseau) à moins de 30 W. J’y ai personnellement trouvé une configuration matérielle avec un rapport prix/performances idéal, achetée d’occasion pour très peu cher. J’utilise Proxmox dessus et la consommation au repos est de 9,3 W. Ce n’est pas adapté à l’encodage multimédia, donc je recommande plutôt un Core i3 8100 ou plus en alternative. Il y a aussi des Dell T30 ou Fujitsu Celsius W550, des stations de travail d’occasion bon marché qui font de bons serveurs. Les options Ryzen sont rares, mais certains indiquent qu’un AMD Ryzen 5 PRO 4650G avec une carte Asus PRIME B550M-A consomme environ 16 W au repos.
Le matériel est excellent, mais s’il est difficile à administrer côté logiciel, il est compliqué de justifier ce type de configuration. Par exemple, les NAS Synology utilisent un système d’exploitation appelé DSM, qui leur donne un gros avantage grâce à un logiciel convivial. Synology pourrait occuper une position comparable à celle de Microsoft sur le marché des NAS s’ils permettaient d’exécuter DSM aussi sur des plateformes non-Synology.
L’auteur a assemblé environ 5 systèmes entre 2016 et 2023. Certaines pièces ont été réutilisées sur plusieurs builds. Si l’on tient compte du coût énergétique total sur la durée de vie par rapport au coût du matériel, une machine plus gourmande en électricité exploitée pendant 4 ans peut être plus économique qu’une machine basse consommation utilisée pendant 2 ans.
Excellent travail pour obtenir beaucoup d’espace de stockage. Si vous pouvez faire tenir le stockage sur des SSD et que vous n’avez pas besoin d’une grande puissance de calcul, vous pouvez utiliser un serveur basse consommation comme un RasPi ou un NUC. L’auteur utilise actuellement un serveur 1U Atom fanless, avec les avantages du SATA et de la RAM ECC.
Utilise une configuration 7950X3D, X670E Taichi, 96GB 6400MHz CL32, 2x4TB Lexar, 4x18TB Seagate Exos X18, RX570 8G, Proxmox. Elle consomme environ 60-70 W au repos, environ 90-100 W avec une VM TrueNAS en fonctionnement, et environ 150 W lorsque TrueNAS et Fedora Desktop tournent avec passthrough GPU. La RAM a un impact important sur la consommation électrique.
Les besoins varient selon les personnes, mais après avoir subi des pertes de disques en utilisant du RAID5 ou 6, cette personne a fini par détester le RAID. Elle a finalement réduit son installation à une configuration simple avec deux SSD. Elle l’a configurée pour pouvoir exécuter des conteneurs LXC si nécessaire.
Si vous voulez minimiser la consommation d’un NAS qui reste la plupart du temps en veille, vous pouvez envisager un générateur WoL (technologie qui réveille un serveur en détectant un paquet réseau) basé sur un CPU embarqué pour réveiller automatiquement le serveur de fichiers. Cette méthode permet de maintenir une consommation très faible tout en offrant les pleines performances du serveur quand c’est nécessaire.
La basse consommation est une bonne chose, mais exploiter un gros RAID sans ECC sur une longue durée reste risqué. Il faut une bonne solution pour un système similaire capable de tenir plus de 5 ans.
Bonne expérience avec une tentative passée sur un système similaire. Fournit un lien de blog sur un serveur fanless silencieux.
En se concentrant sur l’optimisation du CPU/de la carte mère, cette personne souligne qu’utiliser un petit nombre de gros disques peut être plus économique que plusieurs petits disques.