[Kaufberatung] Low-Power Media Server (Storage, Transcoding)

larslindstrom

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08.09.2015
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Hallo zusammen!

Ich bin dabei, einen neuen Storage-Server zu bauen, und würde mich über ein Review der Zusammenstellung und Anregungen freuen. Bedingt durch unterschiedlichen Endgeräte ist Transkodierung notwendig, möglicherweise auch Motion Detection für den Kamera-Stream. Zusätzlich soll sich der Server prinzipiell für das Offloading von langlaufenden Number Crunching Aufgaben eignen (wobei hier der Fokus nicht auf einer möglichst raschen Abarbeitung liegt).

Als Betriebssystem ist Linux geplant, mit XFS auf RAID5 mdadm/LUKS. Virtualisierung ist derzeit nicht vorgesehen.

CPUIntel Core i3-8100120
MainboardFujitsu D3644-B150
MemoryKingston ValueRAM Intel DIMM Kit 16GB, DDR4-2400, CL17-17-17, ECC (KVR24E17S8K2/16I)185
System DriveCrucial MX500 M.265
Storage DriveWestern Digital WD Red 4TB120
Storage DriveWestern Digital WD Red 4TB120
Storage DriveWestern Digital WD Red 4TB120
Storage DriveWestern Digital WD Red 4TB120
Power Supplybe quiet! Pure Power 11 400W50
CaseFractal Design Define Mini75


Transkodiert wird zumeist 4K HDR H.256 auf 1080p 8bit H.264 in maximal 4 Streams - ohne entsprechende Hardwarebeschleunigung erscheint mir das in dieser Kategorie schlicht nicht machbar (Plex empfiehlt 17k Passmark pro Stream). Es braucht daher zwingend eine CPU mit iGPU und Video Acceleration, die auch entsprechend in der Transkodierungssoftware unterstützt wird - im konkreten Fall ffmpeg. Damit landet man automatisch bei Intel, da es derzeit keine brauchbare (Encoder-)Implementierung für AMD und VA-API gibt.

Ebenfalls scheidet somit ein Xeon D aus, was auch nicht weiter tragisch ist, da durch das Offloading auf die iGPU die Prozessorleistung in diesem Anwendungsfall nur mehr eine untergeordnete Rolle spielen sollte und im Sinne der Energie- und Kosteneffizienz niedrig gewählt werden kann.

Bleibt Xeon E3, Xeon E, Core i3 und Pentium. Letzteren scheide ich aus, da dieser kein AVX/AVX2 bietet. Bei den verbleibenden würde ich zu 1151v2 greifen, da hier der Core i3 mit 4 Kernen deutlich performanter gegenüber der 2-Kern-Kaby Lake-Variante ist - bei ~gleichem Preis. Außerdem wir es im Upgrade-Pfad mit 1151v2 wahrscheinlich leichter. Dadurch scheidet für mich aber wieder der Xeon E aus, da der vergleichbare 2124G bei gerade einmal ~20% mehr Leistung mehr als doppelt so teuer ist . Bleibt also 8100 und 8300, wobei hier der 8100 wohl die bessere P/L bietet (25% geringerer Preis für ~8% weniger Leistung).

ECC ist für mich ein weiteres Thema, dass (leider) gegen eine (non-PRO-)AMD-Lösung spricht. Es scheint zwar irgendwie zu laufen, aber das hat für mich nichts mit einem ernsthaften Server-Betrieb zu tun, wenn man Wert auf ECC legt. Leider betrifft das nach wie vor auch die Mainboard-Auswahl.

Eine Kapazität >10TB ist mit SSD derzeit wirtschaftlich nicht sinnvoll, daher klassische HDD mit WD Red. Seagate Ironwolf wäre zwar etwas günstiger, verbrauchen aber offensichtlich im Schnitt ein Viertel bis die Häflte mehr Strom. 2+1x6TB anstatt 3+1x4TB wäre eine weitere Möglichkeit, Strom einzusparen, rechnet sich aber bei einem Aufpreis von ~100 Euro nicht. Durch die M.2 SSD verbleiben zwei SATA-Ports, die eine spätere Aufrüstung auf bis zu 20TB ermöglichen (für mich der Grund, warum kein ZFS zum Einsatz kommen soll).

Was ich beim D3644-B vermisse ist der zweite LAN-Port, auch wenn ich keinen konkreten Anwendungsfall dafür habe (die Idee war Bonding/Link Aggregation zu den Switches). Zur einzigen Alternative in dieser Preisklasse, dem ASUS P11C fehlen mir leider etwas die Informationen, speziell was der Stromverbrauch betrifft (hier glänzt ja das Fujitsu) - gibt es hier Erfahrungswerte? Supermicro ist hier (leider) in einer anderen Preisklasse (Fernwartung ist für mich nicht unbedingt ein Thema, der Server steht "in Reichweite"). Eine weitere Möglichkeit wäre, die fehlenden Ports im Bedarfsfall nachzurüsten - wobei das durchaus auch kosten wird (Geld und Strom).

Netzteil ist für mich auch noch so eine Sache. Eigentlich müssten 350W im Vollausbau mit 6 Platten reichen, das gibt es aber wieder nicht als Gold - keine Ahnung, ob sich das rechnet. Mit einem möglichen Upgrade-Pfad im Kopf ist wahrscheinlich die 400W-Variante nicht verkehrt.

Preislich liege ich leicht über dem Budget von 1k, aber noch zu verschmerzen. Was meint ihr?


Danke, Lars
 
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Hört sich für mich alles sehr schlüssig an. Ich habe ein ähnliches System aber da ich nicht so auf Stromsparen geschaut habe bzw. mich nicht so gut auskenne wie du, ist es bei mir der Pentium Gold G5400, ein 300W Netzteil und das normale Fractal Gehäuse geworden. Dafür laufen bei mir 8 HDDs. :-) P.S.: Der RAM ist echt günstig. In AT kostet der schon 250 € :-(
 
Du hast Dir auf jeden Fall eine Menge Gedanken gemacht, liest sich alles sehr gut.
Mit dem i3 zu starten macht aus meiner Sicht auf jeden Fall Sinn. Den LAN-Port würde ich nicht überbewerten, solange Du dafür keinen konkreten Anwendungsfall hast. Sollte sich der später ergeben, kannst Du immer noch eine PCI-Karte (1G, 10G) nachrüsten.
Die Frage mit dem Netzteil musst Du Dir selbst beantworten: Wenn Du den Rechner "permanent" beschäftigst (number crunching?), dann darfst Du nicht mit dem idle-Verbrauch kalkulieren und kommst auch mit einem größer dimensionierten Netzteil schneller in einen guten Effienzbereich.
 
Danke für euer Feedback!

Seit Coffee Lake und den vier echten Kernen macht es wieder Sinn, den Core i3 zu kaufen, da man für den ~10% höheren Preis ~40% mehr an Leistung bekommt. Davor hat sich das kaum gelohnt, da beide nur zwei Kerne hatten und in etwa gleich schnell waren (bei unterschiedlichem Preis).

Ich habe mir einmal folgende Lastmodelle für den Vollausbau (6x HD, Xeon E 2186G) einfallen lassen, im Schnitt über den 5V und 12V Rail:

Power DrawUsage hUsage %300W350W400W
Spin Down2.5A14h58%5%4,5%4%
Minimum4.5A4h17%14%10%7%
Average9A4h17%25%20%14%
Maximum18A2h8%43%37%29%
Peak35A~0h~0%>100%~100%55,8%

Im Peak reichen, vor allem durch den hohen Anlaufstrom der HD, die 300W, oder besser besagt die 18+6A am 12V Rail eigentlich bei Weitem nicht aus; die 350W reichen gerade so. Das bedeutet nach dem Lastmodell aber auch, dass die Netzteile kaum in den Effizenten bereich kommen, nicht einmal das 350W (bis auf die 2 Stunden pro Tag). Kann das so stimmen?

Die Angaben im D3644-B Datenblatt verwirren mich auch ein wenig. Laut Power Supply Requirements ist der Maximum Current am 3.3V Rail nur 0.5A, dafür an 12V Rail bei 95W TDP bis zu 18A. Das liest sich so, als würde das Mainboard die 3.3V für die CPU aus den 12V wandeln?

Liegt hier der Fehler in meiner Rechnung? Denn eigentlich ist nur der 12V Rail das Problem - sonst ginge auch die 300W Variante. :confused:

Power.png PowerSupplyRequirements.png PowerSupply.png
 
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Das liest sich so, als würde das Mainboard die 3.3V für die CPU aus den 12V wandeln?

Liegt hier der Fehler in meiner Rechnung? Denn eigentlich ist nur der 12V Rail das Problem - sonst ginge auch die 300W Variante. :confused:

Anhang anzeigen 458646 Anhang anzeigen 458647 Anhang anzeigen 458648

Die letzten CPUs die mit 3,3 Volt war der Pentium Pro 1995. Schon der Pentium II brauchte nur 2,8 Volt. Aktuelle CPU laufen im Durchschnitt mit 1 Volt oder weniger. Auch beim Pentium Pro gab es Varianten, die Weniger als 3.3 Volt benötigten. Deshalb wird schon seit damals die Spannung für die CPU aus den 12 Volt gewonnen. Je Kleiner die Spannung ist um so Größer muss der Querschnitt des Leiters sein, der den Strom transportiert. Deshalb werden direkt neben der CPU mehrere Spannungswandler verbaut die aus den 12 Volt die Spannung für die CPU erzeigen. Bei ein Volt fließen in die CPU durchaus mal 100 Ampere. Vom Netzteil zum Mainboard sind das bei 12 Volt nur ungefähr 9 Ampere. Dafür genügen 2 mal 4 parallel geschaltete 0,75mm² Drähte.
 
Crucial MX500 M.2

Das Board unterstützt im M2-Slot nur PCIe-basierte SSDs, keine SATA-SSDs.

Ansonsten bin ich eher ein Fan großer HDDs (dafür dann weniger), dann kann man später besser nachrüsten. Ein RAID mit Parity ist zwar nett, für den Heimbetrieb normalerweise aber nicht notwendig (ein richtiges Backup haste hoffentlich).
 
EDIT: Sorry für die späte Bearbeitung... habe erst jetzt gemerkt, dass die Q370-Boards nicht ECC-fähig sind.

Dein Ansinnen kommt auch meinen Anforderungen recht nahe: Medienserver mit Transcoding, so dass die Clients im Grunde keine Power brauchen.

Allerdings wundere ich mich etwas:

Board

Das Fujitsu D3644-B ist grad nirgends verfügbar - wo würdest du das eigentlich kaufen wollen?

Vegleichbar gebe es noch das Supermicro C7C242-CB-M für 180 €, allerdings C242 und nicht C246.

CPU

Beim i3 fehlt laut Geizhals der C24x als geeigneter Chipsatz - bei den Herstellern zu den C24x-Boards steht allerdings wieder, dass auch i3 der 8. Generation gingen. Ich hake das daher mal als Fehler von Geizhals ab. Zum RAM steht bei Intel lediglich, dass der i3-8100 ECC-fähig wäre, aber nicht, welcher (unbuffered, registered?). Bei Geizhals gar nur "PC4-19200U", also gar kein ECC. Na, wie jetzt? Noch ein Fehler von Geizhals?

ECC-RAM

Statt deiner Wahl würde ich zu 2x Kingston Server Premier DIMM 8GB, DDR4-2400, CL17-17-17, ECC (KSM24ES8/8ME) greifen (die sogar etwas günstiger sind).
 
Zuletzt bearbeitet:
Die letzten CPUs die mit 3,3 Volt war der Pentium Pro 1995. Schon der Pentium II brauchte nur 2,8 Volt. Aktuelle CPU laufen im Durchschnitt mit 1 Volt oder weniger. Auch beim Pentium Pro gab es Varianten, die Weniger als 3.3 Volt benötigten. Deshalb wird schon seit damals die Spannung für die CPU aus den 12 Volt gewonnen. Je Kleiner die Spannung ist um so Größer muss der Querschnitt des Leiters sein, der den Strom transportiert. Deshalb werden direkt neben der CPU mehrere Spannungswandler verbaut die aus den 12 Volt die Spannung für die CPU erzeigen. Bei ein Volt fließen in die CPU durchaus mal 100 Ampere. Vom Netzteil zum Mainboard sind das bei 12 Volt nur ungefähr 9 Ampere. Dafür genügen 2 mal 4 parallel geschaltete 0,75mm² Drähte.

Danke für die Erklärung, das macht Sinn. Spannend finde ich, dass das Netzteil trotzdem 24A am 3.3V und 15A am 5V Rail liefert - obwohl ja offensichtlich nur der 12V Rail benötigt wird.

Leider veröffentlichen die Hersteller keine Effizienzkurven. Kann man davon ausgehen, dass der Wirkungsgrad normalverteilt entlang der von 80+ definierten Werte liegt?

Aber auch dann sind die Mehr-/Minderkosten wahrscheinlich schwer zu beurteilen. Auf das Jahr gesehen "spart" das Gold in etwa 5 Euro an Strom; die wahrscheinlich auf Grund des geringeren Wirkungsgrades wieder aufgezehrt werden.

Also gleich zu den 400W greifen? Preislich geben sich die 300W, 350W und 400W nichts.

Das Board unterstützt im M2-Slot nur PCIe-basierte SSDs, keine SATA-SSDs.

Ansonsten bin ich eher ein Fan großer HDDs (dafür dann weniger), dann kann man später besser nachrüsten. Ein RAID mit Parity ist zwar nett, für den Heimbetrieb normalerweise aber nicht notwendig (ein richtiges Backup haste hoffentlich).

Danke für den Hinweis. Das Mainboard scheint sich aber sowieso erledigt zu haben.

Mit RAID5 ist es relativ günstig möglich, sich zumindest gegen den Ausfall einer Platte zu schützen. Backup der wichtigen Daten erfolgt auf ein zusätzliches System (mit wesentlich geringerer Kapazität). Festplattengröße ist halt immer ein Kompromiss zwischen Aufrüstbarkeit und Preis (2+1x6TB bereits +100 Euro gegenüber 3+1x4TB).

Dein Ansinnen kommt auch meinen Anforderungen recht nahe: Medienserver mit Transcoding, so dass die Clients im Grunde keine Power brauchen.

Allerdings wundere ich mich etwas:

Board

Die C246-Variante ist grad nirgends verfügbar - wo würdest du die eigentlich kaufen wollen?

Alternativ fände ich noch diese Boards interessant:
- ASUS WS C246M Pro ca. 225 € (2x 1Gb-LAN, 8x SATA-III, überflüssig: Soundchip)
- Supermicro X11SCH-F ca. 270 € (2x 1Gb-LAN, 8x SATA-III, IPMI 2.0, überflüssig: Grafikchip)

CPU

Beim i3 fehlt laut Geizhals der C246 als geeigneter Chipsatz - beim Hersteller zum C246-Board steht allerdings wieder, dass auch i3-8xxx CPUs gingen. Na wie jetzt?

Zum RAM steht bei Intel lediglich, dass der i3-8100 ECC-fähig wäre, aber nicht, welcher (unbuffered, registered?). Bei Geizhals gar nur "PC4-19200U", also gar kein ECC. Na wie jetzt?

Ja, das Board ist leider seit dem Wochenende nicht mehr verfügbar. :-| Zwischenzeitlich war es nicht einmal mehr bei der gängigen Preisvergelichsplattform gelistet.

Interessanterweise listet auch Intel nur den Xeon als kompatibel. Das Fujitsu ist eine gängige Empfehlung für den i3 und wird auch offiziell unterstützt - da mache ich mir keine Sorgen. ECC geht, aber nur unbuffered.

Die Alternativen sind leider überschaubar:
  • ASUS P11C, zum Beispiel als M/4L mit 6x SATA und 4x Gb LAN. Leider findet man zu diesem Board so gut wie keine Informationen - und die QVL ist ein Witz, 2 (!) ECC Module.
  • Supermicro X11SCH mit 8x SATA und 2x Gb LAN; mit Supermicro liegt man sicher nicht daneben, aber das zu einem fast bzw mehr als doppelt so hohem Preis
  • ASRock Rack E3C242D4U mit 6x SATA und 2x Gb LAN; preislich wie das Supermicro

Das Rest sieht mir eher nach Workstation-Board aus (zumal auch nicht in uATX verfügbar).
 
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