Intel 12वीं/13वीं पीढ़ी का उपयोग करके 7-वॉट idle power वाला लो-पावर सर्वर/NAS बनाना

Intel 12वीं/13वीं पीढ़ी पर 7-वॉट idle power: लो-पावर सर्वर/NAS बनाने की नींव

• Intel 12वीं/13वीं पीढ़ी के सिस्टम की idle power 7 वॉट है.
• idle power माप में motherboard, CPU, RAM, SSD और PSU शामिल हैं.
• BIOS में C-States सेटिंग और powertop की auto-tuning के जरिए power-saving state तक पहुँचा गया.

विस्तृत स्पेक्स और कॉम्पोनेंट चयन

• लक्ष्य कम idle power और संतुलित CPU performance था.
• 12 hard drives और कम-से-कम 1 NVMe को संभालने की क्षमता चाहिए थी.
• लागत को नियंत्रित रखते हुए DDR4 का उपयोग करना और मौजूदा CPU को फिर से इस्तेमाल करना था.

Motherboard – ASUS Prime H770-Plus D4

• Intel 600/700 series और AMD 500/600 series motherboards में से चयन किया गया.
• 6 NVMe drives के लिए PCI-E to M.2 adapter की जरूरत को पहचाना गया.
• Intel motherboard चुनने के कारण थे chipset TDP, chipset speed, DDR4 उपयोग की संभावना, और पहले से Intel 12वीं पीढ़ी का CPU होना.

CPU – Intel i5-12400 (H0 stepping) – Alder Lake

• AV1 hardware decode support और E-core silicon overhead के बिना सर्वोत्तम performance प्रदान करता है.
• पिछले desktop build में उपयोग किए गए CPU को server-oriented build में दोबारा इस्तेमाल किया गया.

मेमोरी – 64GB DDR4-3200

• पहले से मौजूद Kingston HyperX dual-rank और single-rank memory का उपयोग किया गया.
• XMP profile का उपयोग करके स्थिरता सुनिश्चित की गई और voltage समायोजित किया गया.

Boot drive – Sandisk Ultra 3D 1TB SSD

• Ubuntu Server 23.04 के लिए boot drive के रूप में उपयोग किया गया.
• अंतिम OS को Samsung SSD 970 EVO Plus 500GB NVMe पर इंस्टॉल किया जाना है.

PSU – Corsair RM750

• 750W PSU के साथ सिस्टम के लगभग 10 वॉट पर चलने की उम्मीद है, लेकिन एक साथ कई drive motors चलने पर आने वाले ऊँचे instantaneous load को भी संभालना होगा.

Power measurement – प्रारंभिक

• wall से मापी गई power और Ubuntu Server 23.04 का उपयोग किया गया.
• BIOS settings में CPU C-states, ASPM, R6 और ALPM support सक्षम किए गए.
• display बंद होने के बाद 7 वॉट, और USB keyboard power management बंद करने पर 8 वॉट खपत हुई.

समस्याग्रस्त power measurement – spun-down hard drives से भरी स्थिति

• 12 hard drives और 4 NVMe drives जोड़ने के बाद idle power बढ़कर 24-25 वॉट हो गई.
• अनुमान लगाया गया कि SATA controller और port multiplier के उपयोग से power consumption बढ़ी.

Power consumption puzzle – उच्च power की जाँच और निदान

• hard drives को हटाकर कॉम्पोनेंट्स को एक-एक करके test किया गया.
• JMB585 SATA controller power consumption बढ़ने का मुख्य कारण निकला.
• इसे ASM1166 SATA controller से बदलने पर ASPM L1 support के कारण power consumption कम हुई.

Power consumption puzzle – निष्कर्ष

• कम power consumption के लिए motherboard support और BIOS configuration महत्वपूर्ण हैं.
• सभी devices को ASPM L1 support करना चाहिए.
• अगर C8 power state हासिल की जा सकती है, तो CPU से जुड़ी PCIe lanes के उपयोग से बचें.
• wall से मापी गई power ही वास्तविक स्थिति को सही ढंग से समझने का एकमात्र तरीका है.

GN⁺ की राय

• लो-पावर सर्वर/NAS build में Intel 12वीं/13वीं पीढ़ी का platform बहुत efficient idle power देता है, यह महत्वपूर्ण है.
• motherboard चयन और BIOS settings का power consumption पर बड़ा प्रभाव पड़ता है.
• यह लेख लो-पावर सिस्टम बनाना चाहने वाले शुरुआती software engineers के लिए उपयोगी जानकारी देता है, खासकर SATA controller जैसे कॉम्पोनेंट्स की power management क्षमताएँ पूरे सिस्टम की power consumption को कैसे प्रभावित करती हैं, इस बारे में दिलचस्प insight प्रदान करता है.

[GN⁺]

Hacker News राय

• जर्मन फ़ोरम थ्रेड में 30W से कम की विभिन्न home server/network attached storage (NAS) configurations की सूची वाला एक Google दस्तावेज़ है। मुझे व्यक्तिगत रूप से कीमत-प्रदर्शन अनुपात के लिहाज़ से आदर्श hardware configuration मिला, और मैंने उसे सेकंड-हैंड बहुत सस्ते में खरीदा। मैं Proxmox चला रहा हूँ, और idle power 9.3W है। यह media encoding के लिए उपयुक्त नहीं है, इसलिए विकल्प के तौर पर Core i3 8100 या उससे ऊपर की सिफारिश की गई है। सस्ते सेकंड-हैंड workstation के रूप में Dell T30 या Fujitsu Celsius W550 भी अच्छे server बन सकते हैं। Ryzen विकल्प दुर्लभ हैं, लेकिन ऐसी रिपोर्ट है कि AMD Ryzen 5 PRO 4650G और Asus PRIME B550M-A बोर्ड लगभग 16W idle power इस्तेमाल करते हैं.

• hardware शानदार हो सकता है, लेकिन अगर software management मुश्किल हो, तो ऐसी configuration को उचित ठहराना कठिन है। उदाहरण के लिए, Synology NAS DSM नाम का operating system इस्तेमाल करता है, और user-friendly software की वजह से उसे बड़ा फायदा मिलता है। अगर Synology, DSM को non-Synology platforms पर भी चलने दे, तो वह NAS बाज़ार में Microsoft जैसी स्थिति हासिल कर सकता है.

• लेखक ने 2016 से 2023 तक लगभग 5 systems बनाए। कुछ parts कई builds में दोबारा इस्तेमाल किए गए। hardware cost की तुलना में पूरे lifecycle की energy cost को देखें, तो 4 साल चलने वाली ज़्यादा बिजली खाने वाली machine, 2 साल चलने वाली low-power machine से अधिक किफायती हो सकती है.

• बहुत अधिक storage के लिए बढ़िया काम। अगर आपकी storage ज़रूरत SSD में समा सकती है और आपको बहुत ज़्यादा computing power नहीं चाहिए, तो RasPi या NUC जैसे low-power server इस्तेमाल किए जा सकते हैं। लेखक अभी एक 1U Atom server इस्तेमाल कर रहा है जो fanless चलता है, और इसमें SATA तथा ECC RAM के फायदे हैं.

• 7950X3D, X670E Taichi, 96GB 6400MHz CL32, 2x4TB Lexar, 4x18TB Seagate Exos X18, RX570 8G, Proxmox configuration इस्तेमाल की जा रही है। idle पर यह लगभग 60-70W, TrueNAS VM चलते समय लगभग 90-100W, और TrueNAS तथा Fedora Desktop को GPU passthrough के साथ चलाने पर लगभग 150W बिजली खपत करती है। RAM का power consumption पर बड़ा असर पड़ता है.

• हर व्यक्ति की ज़रूरतें अलग होती हैं, लेकिन RAID5 या 6 इस्तेमाल करते हुए disk loss का अनुभव होने के बाद, RAID से नफ़रत हो गई। अंत में, दो SSD वाली एक सरल configuration पर आकर सीमित कर दिया। ज़रूरत पड़ने पर LXC containers चल सकें, इसके लिए सेटअप किया गया.

• अगर NAS ज़्यादातर समय idle रहता है और आप power consumption को न्यूनतम रखना चाहते हैं, तो file server को अपने-आप जगाने वाले embedded CPU-आधारित WoL (network packet पहचानकर server को जगाने की तकनीक) generator पर विचार किया जा सकता है। यह तरीका बहुत कम बिजली खपत के साथ ज़रूरत पड़ने पर server की पूरी performance देता है.

• low-power अच्छा है, लेकिन ECC के बिना बड़े RAID को लंबे समय तक चलाना जोखिम भरा है। 5 साल से अधिक टिकने वाली ऐसी ही systems के लिए किसी अच्छे समाधान की ज़रूरत है.

• पहले इसी तरह के system को आज़माने का अच्छा अनुभव रहा। एक silent fanless server पर blog link साझा किया गया.

• CPU/mainboard optimization पर ध्यान देते-देते यह भी बताया गया कि कई छोटे drives के बजाय कम संख्या में बड़े drives इस्तेमाल करना अधिक किफायती हो सकता है.