[Guide] Ultra Low Power SSD NAS | 1G 0,85W Idle | 2.5G 1,00W Idle

[ct100]

Man nehme:

- Single Board Computer mit Rockchip RK3588s SoC und M.2 Slot. Dieser SoC ist im 8nm Low Power Prozess gefertigt und hat 4 kleine und 4 große Kerne. Durch den Herstellungsprozess und die kleinen Kerne hat der SoC eine sehr niedrige Leistungsaufnahme im Idle.
- MicroSD-Karte oder Onboard eMMC-Speicher für das Betriebssystem. Es reichen theoretisch 8GB aus, aber mehr Speicher bedeutet auch höhere TBW-Werte und damit längere Haltbarkeit.
- M.2 SSD mit möglichst niedrigem Idle-Verbrauch im PCIe ASPM L1 Modus und funktionierendem APST (Autonomous Power State Transition).
- USB-Netzteil >10W, das im Bereich von 1-2W eine sehr hohe Effizienz hat.


In meinem Fall habe ich mich für folgende Komponenten entschieden:

- FriendlyElec NanoPi R6C 4GB im CNC Metallgehäuse
- SanDisk Max Endurance 32GB microSD
- Lexar NM790 4TB M.2 NVME SSD
- Ugreen CD122 70273 USB-A 18W Netzteil


Verwendete Software:

- Armbian 23.08.1 Bullseye Minimal 5.10.160 Legacy Kernel (via https://github.com/armbian/build)
- OpenMediaVault 6.8.0 Shaitan + OMVExtras (via https://github.com/OpenMediaVault-Plugin-Developers/installScript)
- OpenMediaVault Docker Compose Plugin


Software Konfiguration:

In Armbian PCIe ASPM L1 Stromsparmodus aktivieren

/boot/armbianEnv.txt
extraargs=pcie_aspm.policy=powersave

Beim Systemstart nicht darauf warten, dass beide Ethernet-Ports gleichzeitig verbunden sind

/etc/systemd/system/network-online.target.wants/systemd-networkd-wait-online.service
ExecStart=/lib/systemd/systemd-networkd-wait-online --any

Ergebnis:

- Stromverbrauch (An der Steckdose gemessen, Messgenauigkeit +/- 100mW, SSD APST aktiv, ASPM L1 aktiv, ASPM L1 Substates nicht aktiv)

Wenn man statt dem 1G WAN-Port den 2.5G LAN-Port verwendet führt das zu einem höheren Verbrauch im Idle (siehe Grafik/Liste unten für genaue Werte).

Das Linux Stromspartool Powertop mit der Option "--auto-tune" hat keine (messbare) Auswirkung auf den Idle-Verbrauch wenn PCIe ASPM L1 bereits aktiviert ist.


- SMB Transfergeschwindigkeit über Samba unter Windows 10 (2.5G LAN-Port, oben 2.5G Ethernet unten 1G Ethernet Verbindung)

Fazit:

Wie man sieht ist das NAS sowohl extrem Sparsam als auch in der Lage das 2.5G Ethernet über SMB komplett auszureizen.

Durch den extrem geringen Verbrauch ist es sogar möglich das NAS mobil mit WLAN an einer USB-Powerbank zu betreiben oder stationär eine USB-Powerbank als billige USV zu missbrauchen.

Es ist ebenfalls kein Problem auf dem NAS zahlreiche Docker Container laufen zu lassen. Die CPU des Rockchip RK3588s SoC ist 3-4x so schnell wie ein Raspberry Pi 4 und kann mit einigen Intel Atom Modellen konkurrieren.


Sonstiges:

Der NanoPi R6C hat keinen Lüfter aber unter Last produzieren die Spannungswandler auf der Platine minimales Spulenfiepen. Bei absoluter Stille und mit guten Ohren ab ca. 1m nicht mehr wahrnehmbar. Im Idle muss man mit dem Ohr ans Gehäuse, um ein Geräusch wahrnehmen zu können.

Leider basieren aktuell noch fast alle Images (auch Armbian) für den NanoPi R6C auf älteren Bootloadern (oft radxa u-boot 2017.09) und legacy 5.10.y Vendor-Kerneln. Es wird wahrscheinlich noch mindestens 1 Jahr dauern bis es gute Images mit 6.x Mainline-Kernel geben wird, die alle Funktionen des SBC unterstützen.

Der 1G WAN-Port besteht aus einer Kombination aus GMAC im RK3588s SoC und einem Realtek RTL8211F Transceiver. Diese Kombination hat insbesondere beim Empfang von Daten bei gleichzeitigem I/O auf Datenträgern weniger Leistung als die Realtek RTL8125BG NIC am 2.5G LAN-Port. Wer die maximale Übertragungsleistung für ein NAS haben will sollte also besser den 2.5G LAN-Port verwenden.

Für den 1G WAN-Port ist in Armbian automatisch Energy Efficient Ethernet aktiv. Für den 2.5G LAN-Port ist Energy Efficient Ethernet nicht automatisch aktiv und muss mit ethtool aktiviert werden: "ethtool --set-eee enP3p49s0 eee on". Um EEE dauerhaft für den 2.5G LAN-Port zu aktivieren muss man eine Aufgabe mit CRON oder eine Service-Datei für Systemd erstellen, die den ethtool-Befehl während des Systemstarts automatisch ausführt.

Der im 8GB Modell des NanoPi R6C verbaute 32GB eMMC-Speicher stammt vom Hersteller FORESEE (Foto).


Idle Verbrauch verschiedener Kombinationen (Armbian 23.08.1 Bullseye Minimal 5.10.160 Legacy Kernel):
(Ugreen 18W Netzteil, Nach dem Netzteil gemessen / An der Steckdose gemessen (Netzteileffizienz), Messgenauigkeit +/- 100mW, SSD APST aktiv, ASPM L1 Substates nicht aktiv, Energy Efficient Ethernet aktiv)

R6C4GB + SD32GB = 0,709W / 0,85W (83,4%)
R6C4GB + SD32GB (WAN1G) = 0,808W / 0,92W (87,8%)
R6C4GB + SD128GB (WAN1G) = 0,808W / 0,92W (87,8%)
R6C4GB + SD32GB + LEXAR4TB (WAN1G) = 1,158W / 1,28W (90,5%)
R6C4GB + SD32GB + SKGOLD2TB (WAN1G) = 1,249W / 1,35W (92,5%)

R6C8GB MMC32GB + SD32GB (SDBOOT,WAN1G) = 0,833W / 0,92W (90,5%)
R6C8GB MMC32GB + SD32GB + LEXAR4TB (SDBOOT,WAN1G) = 1,175W / 1,28W (91,8%)

R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT) = 1,020W / 1,14W (89,5%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,WAN1G) = 1,117W / 1,21W (92,3%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,LAN1G) = 1,150W / 1,28W (89,8%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,NOEEE,LAN1G) = 1,359W / 1,50W (90,6%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,LAN2.5G) = 1,284W / 1,43W (89,8%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,NOEEE,LAN2.5G) = 1,671W / 1,85W (90,3%)

R6C4GB + SD32GB (ASPML1) = 0,560W / 0,64W (87,5%)
R6C4GB + SD32GB (WAN1G, ASPML1) = 0,654W / 0,78W (83,8%)
R6C4GB + SD128GB (WAN1G, ASPML1) = 0,654W / 0,78W (83,8%)
R6C4GB + SD32GB + LEXAR4TB (WAN1G, ASPML1) = 0,768W / 0,85W (90,4%)
R6C4GB + SD32GB + SKGOLD2TB (WAN1G, ASPML1) = 0,889W / 1,00W (88,9%)

R6C8GB MMC32GB + SD32GB (SDBOOT,WAN1G, ASPML1) = 0,669W / 0,78W (85,8%)
R6C8GB MMC32GB + SD32GB + LEXAR4TB (SDBOOT,WAN1G, ASPML1) = 0,788W / 0,85W (92,7%)

R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT, ASPML1) = 0,644W / 0,71W (90,7%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,WAN1G, ASPML1) = 0,739W / 0,85W (86,9%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,LAN1G, ASPML1) = 0,773W / 0,85W (90,9%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,NOEEE,LAN1G, ASPML1) = 0,984W / 1,07W (92,0%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,LAN2.5G, ASPML1) = 0,914W / 1,00W (91,4%)
R6C8GB MMC32GB + LEXAR4TB (MMCBOOT,NOEEE,LAN2.5G, ASPML1) = 1,289W / 1,43W (90,1%)

Das zur Messung an der Steckdose verwendete AVM FRITZ!DECT200 Messgerät kann nur in ~0,07W Stufen messen. Die berechnete Netzteileffizienz ist nicht sehr genau, da die kombinierte Messungenauigkeit von zwei Messgeräten den realen Wert verfälscht. Sie dient vor allem dazu, um grob einschätzen zu können bei welcher Messung das FRITZ!DECT200 eher zu viel oder zu wenig anzeigt.


Hinweise zur M.2 Kompatibilität des NanoPi R6C:

Single-Sided 2280 M.2 SSDs ohne Kühlkörper passen alle.

Bei Double-Sided 2280 M.2 SSDs ist es leider nicht so einfach. Der Abstand des PCB zur M.2 SSD-Platine beträgt lediglich 2,3mm und auf dem PCB befinden sich etliche Bauteile mit einer Höhe von bis zu 1,3mm.

Detailfoto der Bauteile auf dem PCB

Modelle bei denen lediglich der DRAM-Cache auf der Unterseite ist am Anfang der SSD sollten passen. Modelle mit 2 Flash-Chips auf der Unterseite in der Nähe der Befestigungsschraube sollten ebenfalls passen.


Getestete SSDs:
(ASPM = Active State Power Management, APST = Autonomous Power State Transition, HMB = Host Memory Buffer)

SK Hynix Gold P31 2TB

Supported Power States
St Op     Max   Active     Idle   RL RT WL WT  Ent_Lat  Ex_Lat
 0 +   6.3000W       -        -    0  0  0  0        5       5
 1 +   2.4000W       -        -    1  1  1  1       30      30
 2 +   1.9000W       -        -    2  2  2  2      100     100
 3 -   0.0500W       -        -    3  3  3  3     1000    1000
 4 -   0.0040W       -        -    3  3  3  3     1000    9000

LnkCtl: ASPM L1 Enabled; RCB 64 bytes, Disabled- CommClk+
L1SubCap: PCI-PM_L1.2+ PCI-PM_L1.1+ ASPM_L1.2+ ASPM_L1.1+ L1_PM_Substates+

APST funktioniert. ASPM L1 mit Substates werden unterstützt. 1GB DRAM-Cache.

Lexar NM790 4TB

Supported Power States
St Op     Max   Active     Idle   RL RT WL WT  Ent_Lat  Ex_Lat
 0 +     6.50W       -        -    0  0  0  0        0       0
 1 +     5.80W       -        -    1  1  1  1        0       0
 2 +     3.60W       -        -    2  2  2  2        0       0
 3 -   0.0500W       -        -    3  3  3  3     5000   10000
 4 -   0.0025W       -        -    4  4  4  4     8000   41000

LnkCtl: ASPM L1 Enabled; RCB 64 bytes, Disabled- CommClk+
L1SubCap: PCI-PM_L1.2+ PCI-PM_L1.1+ ASPM_L1.2+ ASPM_L1.1+ L1_PM_Substates+

Enable Host Memory (EHM): Enabled
Host Memory Descriptor List Entry Count (HMDLEC): 10
Host Memory Descriptor List Address     (HMDLAU): 0x0
Host Memory Descriptor List Address     (HMDLAL): 0x7f24000
Host Memory Buffer Size                  (HSIZE): 10240

APST funktioniert. ASPM L1 mit Substates werden unterstützt. Kein DRAM-Cache. 40MB Zwischenspeicher über HMB.

Samsung 990 Pro 4TB

Supported Power States
St Op     Max   Active     Idle   RL RT WL WT  Ent_Lat  Ex_Lat
 0 +     9.39W       -        -    0  0  0  0        0       0
 1 +     9.39W       -        -    1  1  1  1        0       0
 2 +     9.39W       -        -    2  2  2  2        0       0
 3 -   0.0400W       -        -    3  3  3  3     4200    2700
 4 -   0.0050W       -        -    4  4  4  4      500   21800

LnkCtl: ASPM L1 Enabled; RCB 64 bytes, Disabled- CommClk+
L1SubCap: PCI-PM_L1.2+ PCI-PM_L1.1+ ASPM_L1.2+ ASPM_L1.1+ L1_PM_Substates+

APST funktioniert. ASPM L1 mit Substates werden unterstützt. 4GB DRAM-Cache.


SSD Stromverbrauch Vergleichstest:
(Konfiguration: NanoPi R6C 8GB 32MMC, 32GB SD, Boot von SD, Armbian Bookworm Community 23.05.0 Trunk Minimal, 1G Verbindung am WAN-Port, 2m EEE aktiv. Gesamtsystemverbrauch hinter dem Netzteil gemessen. Ohne ASPM L1 Substates, da nicht vom NanoPi unterstützt. Achtung! Absolute Verbrauchswerte nicht direkt mit anderen Systemen vergleichbar, da die SSD im NanoPi nur über PCIe 2.1 x1 angebunden ist!)

Ohne SSD (ASPML1) = 0,642 W
Lexar NM790 4TB (ASPML1) = 0,742 W
SK Hynix Gold P31 2TB (ASPML1) = 0,864 W
Samsung 990 Pro 4TB (ASPML1) = 0,926 W

Ohne SSD = 0,788 W
Lexar NM790 4TB = 1,122 W
Samsung 990 Pro 4TB = 1,172 W
SK Hynix Gold P31 2TB = 1,223 W

Die Lexar NM790 ist was den Stromverbrauch angeht derzeit kaum zu schlagen. Auch die bereits sehr sparsame SK Hynix Gold P31 hat keine Chance. Dies wird sich wahrscheinlich erst ändern wenn SSDs mit 8nm Controller und 200+Layer Flash auf den Markt kommen.

Update: Auch die Samsung 990 Pro 4TB mit ihrem 8nm Controller und 236-Layer TLC V8 V-NAND kann die Lexar im Stromverbrauch nicht schlagen!


Rangliste von USB-Netzteilen:
(nach Idle-Effizienz für den NanoPi R6C sortiert)

1. Ugreen CD122 70273 USB-A 18W (5V)
2. Samsung EP-TA20EBE USB-A 10W (5V, Unter Last nicht stabil!)
3. Raspberry Pi KSA-15E-051300H USB-C 15,3W (5V)
4. Samsung EP-T1510 USB-C 15W (9V, Spulenfiepen!)
5. Samsung EP-TA800N USB-C 25W (9V, lautes Spulenfiepen!)
6. Ugreen Nexode GaN USB-C 20W (12V)
7. Ugreen Nexode GaN USB-C 30W (20V)
8. Anker PIQ3.0 GaN USB-C 30W (20V, Spulenfiepen!)
9. MOKiN MOPA0303-WH GaN USB-C 2P 40W (20V, lautes Spulenfiepen!)
10. Spigen GaN 652 USB-C 2P 65W (20V)


Idle-Verbrauch von Netzwerk Switches
(An der Steckdose gemessen, Messgenauigkeit +/- 100mW, mit Netzteil des Herstellers, ohne Verbindungen + pro Verbindung mit EEE aktiv)

D-Link DGS-108 (1G 8P) = 0,57W + (1G1GP 0,05W)
D-Link DMS-107 (1G 5P, 2.5G 2P) = 1,07W + (1G1GP 0,05W / 1G2.5GP 0,22W / 2.5G2.5GP 0,25W)
D-Link DMS-105 (2.5G 5P) = 0,92W + (1G2.5GP 0,3W / 2.5G2.5GP 0,3W)
D-Link DMS-108 (2.5G 8P) = 1,64W + (1G2.5GP 0,32W / 2.5G2.5GP 0,32W)

TRENDnet TEG-S350 (2.5G 5P) = 0,92W + (1G2.5GP 0,55W / 2.5G2.5GP 0,8W) <-- Kein EEE, obwohl laut Hersteller angeblich unterstützt!
Zyxel MG-105 (2.5G 5P) = 5,07W + (1G2.5GP 0,9W / 2.5G2.5GP 1,35W) <-- Schrott! Keine Energiesparmodi! Kein EEE!

 

[pumuckel]

also meine USB Hdd an der Fritze braucht auch nur 1-2W und ist nach wenigen Minuten im power down mit 0W

 

[ct100]

@pumuckel Lass mich raten, du hast diese Werte nicht tatsächlich gemessen sondern nur grob geschätzt

Die Fritzbox ist leider kein gutes NAS weil die Geschwindigkeit des USB-Ports und die SMB-Geschwindigkeit im Netz miserabel sind.

Außerdem ist es unmöglich auf 0W Mehrverbrauch im USB-Energiesparmodus der Fritzbox zu kommen, da die Fritzbox zwar eine angeschlossene Hdd in den Spindown schickt, aber der USB-Controller der Fritzbox und der Controller des USB-Gerätes weiterhin aktiv sind.

Ich habe das mit einem USB zu Sata 2,5" Festplattengehäuse und einer sparsamen 2,5" SSD getestet und auch im Energiesparmodus war der Mehrverbrauch 1,15W an der Steckdose gemessen.

Nur mit externen Festplatten die nativ USB unterstützen oder USB-Sticks könnte man auf unter 1W Mehrverbrauch kommen.

 

[ct100]

Update: Rangliste der USB-Netzteile mit dem offiziellen Raspberry Pi 15,3W Netzteil ergänzt.

Es verliert deutlich gegen das Ugreen 18W. Hier mal 3 verschiedene Testpunkte (Messgenauigkeit +/- 100mW):

Ugreen 0,78W 1,00W 3,29W
Rasppi 0,92W 1,14W 3,43W

 

[sch4kal]

Wobei das Rpi Netzteil ja immer noch <1W Idle braucht und damit theoretisch geeignet wäre. Alles im Bereich von 100-200mW Schwankung sind mMn. Kinkerlitzchen, da würde ich eher auf den Anschaffungspreis des NT achten.

 

[ct100]

@sch4kal Wer bereits ein Raspi Netzteil hat, dem würde ich nicht dazu raten ein neues Netzteil zu kaufen.

Wer aber ein neues Netzteil braucht, dem kann ich trotz 4,60€ Aufpreis (10,39€ vs 14,99€ auf Amazon) definitiv das Ugreen empfehlen, da es nicht nur effizienter ist sondern auch die Bauform, die Gehäusequalität und das abnehmbare Kabel überzeugen.

 

[Luckysh0t]

Wäre ja ansich auch eine gute performante Alternative zu einem Fire TV etc oder ? Nur ist die OS Auswahl bei sowas ja stark begrenzt, wenn man die offiziellen Apps der jeweiligen Streaminganbieter nutzen möchte.

 

[hardwear]

Jetzt mal ganz doof gefragt, gibt es bei den Systemchen eigentlich auch Standby (S3 / S0ix), oder machen die eh schon von sich aus S0ix? Damit könnte man ja sonst ggf. beim Nichtstun vielleicht noch ein bißchen weniger rausschinden...

 

[ct100]

@Luckysh0t Es gibt für den NanoPi R6C und auch für andere RK3588s SBCs OS-Images mit Android und AndroidTV. Da ich aber nur Armbian getestet habe kann ich dir nicht sagen wie gut da die Unterstützung für das DRM der Streaminganbieter ausfällt.

@hardwear Theoretisch kann man ACPI und diese Standbymodi auch auf ARM-Systemen implementieren. Bei diesen winzigen Systemen macht das aber genau wie bei Smartphones oder Tablets keinen Sinn. Ein BIOS gibt es auch nicht.

 

[Ceiber3]

Gibt es so ein Board auch mit einigen Sata anschlüssen für ein ARM selbstbau Nas ?

 

[ct100]

@Ceiber3 Der RK3588s SoC unterstützt bis zu 2x SATA nativ. Dafür müssten die Boardpartner aber die 2 extra PCIe-Lanes aufgeben, d.h. kein M.2 PCIe Slot oder 2.5G Ethernet NIC. Deshalb sehe ich nicht, dass sich das durchsetzen wird.

Du könntest aber einen M.2 M-Key SATA Adapter benutzen oder die Festplatten über USB anschließen.

Alternativ gibt es auch noch den größeren RK3588 (ohne s) SoC. Dafür gibt es SBCs mit SATA-Ports.

Bedenke aber dass du mit SATA schnell bei 3-5W im Idle bist statt nur 1-2W mit M.2 NVME SSDs.

 

[-->Andy<--]

Der R5S ist vermutlich für ein NAS use case auch interessant, weil billiger bei ähnlicher Leistung. Ich hab den R5S als Router & "NAS" im Einsatz.

 

[ct100]

@-->Andy<-- Im NanoPi R5S ist aber ein komplett anderer SoC verbaut. Der Rockchip RK3568 ist in einem alten 22nm Verfahren hergestellt und hat 4 gleichgroße Kerne. Von daher glaube ich nicht dass man damit auf ähnliche Idle-Werte wie mit einem RK3588s kommt.

Hast du mal den Stromverbrauch gemessen? Welches Netzteil benutzt du?

 

[-->Andy<--]

Der braucht knapp 5W im idle. Ich hab ein Rasberry PI4 Netzteil. Ich verwende allerdings alle Ethernet Ports. Des weiteren hängen da noch zwei ir-usb-dioden dran (volkszähler) und ein 120er Lüfter der das teil kühlt.

Der R6C sieht wirklich interessant aus aber gut neuer ist meistens besser in der IT. Mein R5S hat gerade mal ein load von 0.3 im Schnitt bei ~90 Tage Laufzeit.

 

[ct100]

Update: Ich habe noch das Linux Stromspartool Powertop getestet. Konnte damit aber keine weitere messbare Reduzierung des Idle-Verbrauchs erreichen, wenn PCIe ASPM L1 bereits aktiviert war.

Ich frage mich ob es ein effizienteres Netzteil als das Ugreen 18W gibt. Vielleicht hat jemand einen Tipp?


@-->Andy<-- Wenn man mit grob 2,50€/Watt Idle pro Jahr rechnet lohnt sich ein Upgrade nicht wirklich. In meinem Fall war mein altes NAS defekt und durch den Amazon Prime Day habe ich die Komponenten für das 1W NAS sehr günstig bekommen.

 

[JackF87]

Hat jemand einen Tipp, für eine sparsame 2 oder 4TB SSD.
Die SK Hynix ist ja etwas teuer. Denke darüber nach dieses NAS mit einer Samsung SSD 970 EVO Plus 2TB zu Nutzen.

​

 

[asche77]

SK Hynix Gold P31 dürfte mit das sparsamste sein. Gab es neulich im Angebot.

Ansonsten waren die Toshiba XG.... recht sparsam

 

[ct100]

Ja die SK Hynix Gold P31 2TB ist derzeit zu teuer mit 155,99€ auf Amazon. Im Angebot gab es sie für 86,93€ zum Prime Day.

Die große Stärke der Gold P31 ist, dass sie auch ohne aktivierte Energiesparmodi und im allgemeinen Betrieb sehr sparsam ist. Aber im PCIe ASPM L1 Stromsparmodus ist sie nicht die sparsamste SSD. Und da der RK3588s SoC nur 1x PCIe 2.1 für den M.2-Slot bereit stellt wird auch der Unterschied bei der maximalen Leistungsaufnahme zwischen der Gold P31 und anderen SSDs nicht so groß ausfallen.

In diesem Review sieht man einen Vergleich zwischen den 1TB Modellen mit ASPM Enabled:
https://www.tomshardware.com/reviews/sk-hynix-gold-p31-m2-nvme-ssd-review/3
(Bild 5 bei Power Consumption and Temperature)

Leider gibt es bei Tomshardware keine Vergleichswerte für größere SSDs mit ASPM Enabled und andere Seiten testen den Stromverbrauch in SSD-Reviews oft gar nicht.

 

[pumuckel]

Leider gibt es bei Tomshardware keine Vergleichswerte für größere SSDs mit ASPM Enabled und andere Seiten testen den Stromverbrauch in SSD-Reviews oft gar nicht.

Techpowerup hat SSD Verbrauchstests seit letzter Zeit eingeführt (inkl ASPM).
Leider erst seit Kurzem, aber in den letzten Reviews haben sie einige wichtige SSDs als Vergleichswerte.

z. B.

WD Blue SN580 1 TB Review - Incredible Price/Performance

Western Digital's new WD Blue SN580 is the best budget M.2 SSD drive out there. Despite its impressive price point of $45 it comes with fantastic performance that easily matches most high-end drives. Compared to the SN570, the interface has been upgraded to PCIe 4.0, and the SLC cache is now...

www.techpowerup.com

 

[ct100]

Update: Idle-Verbrauchsübersicht verschiedener Kombinationen und Hinweise zur M.2 SSD Kompatibilität für den NanoPi R6C hinzugefügt.

Es scheint komplett ausreichend zu sein für den perfekten Idle-Verbrauch PCIe ASPM L1 zu aktivieren, da dies sowohl den 2.5G Ethernet Controller als auch die M.2 NVME SSD in Energiesparmodi schickt.

Bei den im SoC integrierten Komponenten wie 1G Ethernet Controller und USB-Controller scheint durch deaktivieren unter Armbian keine messbare Energieeinsparung möglich zu sein.

Die Größe der microSD-Karte scheint keinen messbaren Einfluss auf den Idle-Verbrauch zu haben. Jedenfalls im Vergleich zwischen 32GB und 128GB.


Die SK Hynix Gold P31 2TB führt mit aktiven APST und ASPM L1 (ohne Substates) zu einem Mehrverbrauch im Idle an der Steckdose von 0,22W.

Wenn man sich die Reviews von Tomshardware und Techpowerup anschaut, gibt es einige M.2 SSDs, die im ASPM L1 die SK Hynix schlagen. Es ist wahrscheinlich möglich auf einen Idle-Verbrauch mit 1G Ethernet von ~0,85-0,9W zu kommen.

 

[Fischje]

hmm nas interessiert mich in der größenordnung nicht. aber mit den 2 nic wäre ein test mit opnsense oder pfsense interessant....

 

[ct100]

@Fischje Wenn du einen Router/Firewall brauchst würde ich eher den NanoPi R6S nehmen. Der basiert ebenfalls auf dem RK3855s SoC, hat aber statt dem M.2 Slot eine 3. NIC mit 2.5G Ethernet.

Mit dem Ugreen 18W Netzteil solltest du damit auf 1,5W-2,5W Idle kommen, je nachdem welche NICs du verwendest.

OPNSense oder PFSense wird nicht möglich sein, da FreeBSD den RK3588 SoC noch nicht unterstützt. Stattdessen kann man aber OpenWRT auf Linux-Basis nehmen. Für den NanoPi R6x gibt es von FriendlyElec ein fertiges Image mit FriendlyWRT (OpenWRT-Fork).

https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php/NanoPi_R6S

​

 

[ct100]

Update: Neuer Idle-Wert von 0,85W (1G) / 1,5W (2.5G) mit Lexar NM790 2TB statt SK Hynix Gold P31 2TB.

Mehrverbrauch der Lexar NM790 2TB mit APST an und ASPM L1 (ohne Substates) mit dem NanoPi R6C an der Steckdose gemessen: 0,07W !!!

Wieso ist diese SSD so effizient? Sehr einfacher Controller in 12nm, kein DRAM-Cache, 2x 1TB Flash-Chips mit 232 Layer. Die SK Hynix Gold P31 2TB hat zwar auch einen 12nm Controller, dieser scheint aber wesentlich größer zu sein mit mehr Funktionen. Außerdem verbraucht der 1 GB DRAM-Cache Energie im Idle und die 2x 1TB Flash-Chips sind weniger effizient mit nur 128 Layern.

Die größere Lexar NM790 4TB scheint übrigens Single-Sided zu sein und ist damit ohne Probleme im NanoPi R6C verwendbar. Ich schätze, dass man mit der 4TB-Version auf einen System Idle Verbauch von maximal 0,9W kommen wird.

Eine SSD mit 8nm Controller, ohne DRAM-Cache und mit 200+ Layer Flash könnte noch sparsamer sein, gibt es aber derzeit nicht zu kaufen. Samsung hat zwar 8nm Controller, aber kein 200+ Layer Flash. Der Phison PS5026-E26, der derzeit mit 200+ Layer Flash verwendet wird, ist lediglich in 12nm hergestellt und wird nur in High-End SSDs mit DRAM-Cache eingesetzt.


Generell scheint die Regel zu sein, möglichst effizienter Controller in bestmöglichem Prozess hergestellt + kein oder kleiner DRAM-Cache + möglichst wenige Flash-Chips mit möglichst vielen Layern = Geringster Idle Verbrauch. Vorausgesetzt natürlich, dass die SSD APST und ASPM L1 mit Substates unterstützt, dies scheint aber bei praktisch allen aktuellen SSDs der Fall zu sein.

Die Reviewer von Techpowerup und Tomshardware scheinen im Endeffekt nur diese Tatsache zu messen. Da sie aber in Ihren Reviews nicht zu prüfen scheinen ob APST und ASPM L1 mit Substates wirklich aktiv sind, frage ich mich ob die Ausreißer in deren Reviews nicht einfach nur durch nicht oder nur teilweise aktivierte Stromsparmodi zustande kommen.

 

[fse1]

Update: Neuer Idle-Wert von 0,85W (1G) / 1,5W (2.5G) mit Lexar NM790 2TB statt SK Hynix Gold P31 2TB.

Sehr schoener Artikel! Danke. Mit welchem Geraet misst Du denn den Verbrauch in der Steckdose, oder habe ich das ueberlesen?

 

[ct100]

Messgerät ist AVM FRITZ!DECT 200. Laut Hersteller (Technische Daten) ist die Messgenauigkeit +/- 100mW bis 5 Watt und +/- 2% ab 5 Watt.

Ich habe auch noch Steckdosen-Messgeräte von Brennenstuhl und ELV, diese sind aber mit +/- 200mW und +/- 300mW zu ungenau unter 1 Watt und zeigen oft gar nichts an.

 

[JackF87]

Habe jetzt die Lexar NM790 4TB und die Kingston NV2 4TB in Beobachtung.
Will den NanoPi hauptsächlich als SMB-Server und fürs DNLA Streaming einsetzten.

Mit welches Dateisystem sollte Ich die SSD formatieren?
Spontan hätte Ich jetzt NTFS gewählt, allerdings brauch Ich keinerlei Einschränkungen bei Lese und Schreibzugriffen.
Also doch besser ExFat?

 

[ct100]

Die Kingston NV2 4TB würde ich nur mit TLC Speichermodulen nehmen. Sonst besser die Lexar kaufen. Beide sind Single-Sided und passen in den NanoPi.

Wenn du OpenMediaVault benutzt entweder mit EXT4 oder BTRFS formatieren. BTRFS ermöglicht Snapshots und Samba Shadow Copies für die Freigaben.

 

[ct100]

Update: Zwei neue NanoPi R6C. Neue Idle-Werte für das NanoPi R6C Modell mit 8GB RAM und 32GB eMMC Speicher.

Es scheint keinen großen Unterschied zu geben beim Idle Verbrauch zwischen dem NanoPI R6C mit 4GB RAM und dem Modell mit 8GB RAM / 32GB eMMC Speicher.

Wer mehr Arbeitsspeicher benötigt oder das schnellere eMMC für das Betriebssystem haben möchte, kann also beruhigt zum 8GB Modell greifen.


Mit "armbian-config" kann man das Betriebssystem von der microSD-Karte auf den integrierten eMMC-Speicher kopieren und danach direkt davon booten.

Das System ist mit eMMC spürbar schneller. Ein kompletter Reboot von OpenMediaVault dauert nur noch 19s statt 28s mit der microSD-Karte.

 

[fse1]

Hallo,
bei so niedrigen Verbraeuchen lohnt sich ja fast schon so etwas:

Isolated INA219 Module

It is a standard INA219 module but this has an isolated measured voltage from the MCU. By Tadeas Dvoracek.

www.hackster.io

Viele Gruesse,
fse

 

[ct100]

Hallo,
bei so niedrigen Verbraeuchen lohnt sich ja fast schon so etwas:

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It is a standard INA219 module but this has an isolated measured voltage from the MCU. By Tadeas Dvoracek.

www.hackster.io

Viele Gruesse,
fse

Ja ist es ist offensichtlich, dass mein Messgerät an seine Grenzen stößt. Die Abstufungen beim Idle-Verbrauch unter 1W sind so gering, dass ich sie kaum noch messen kann. Am besten wäre es natürlich einen professionellen Labor Power Analyzer zu haben, aber die kosten schnell mal 1k€ aufwärts.

Ich habe Messgeräte für die Sekundärseite, aber am Ende zählt ja nur der Verbrauch des Gesamt-Systems inkl. Netzteil-Effizienz.