DIY TrueNAS, Unraid Server 2024 mit niedrigem Stromverbrauch, 2,5 Gbit LAN und günstigem Preis

Ein NAS bzw. Home Server gehört in jeden technikbegeisterten Haushalt. Diese sind nicht nur praktisch um Daten zu sichern, das auch mit unbedenklichem Datenschutz, sondern auch hilfreich über Server und deren Verwaltung zu lernen.

Willst du letzteres nicht, dann ist natürlich ein “Fertig-NAS” von Synology, QNAP, ASUSTOR usw. deine beste Wahl.

Selbst ein NAS/Server zusammenzustellen macht aber mehr Spaß! Viele amerikanische Youtuber empfehlen hier oftmals völlig übertriebene Systeme oder alte Enterprise Server.

Das Problem für uns sind hier aber einfach die Stromkosten. Alte Server sind zwar günstig zu bekommen, aber irre teuer im Unterhalt.

In diesem Artikel soll es um einen DIY Homeserver für Unraid oder TrueNAS gehen, welcher einen möglichst niedrigen Stromverbrauch bietet und günstig in der Anschaffung ist.

Übersicht über die Komponenten

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Dies sind die Basis-Komponenten ohne Speicherlaufwerke. Eventuell könntest Du noch einen Noctua NF-A12x15 PWM einplanen.

Das Herzstück, das Szbox Alder Lake N100 NAS Motherboard

Zunächst brauchen wir ein passendes Mainboard und CPU. Wir wollen unser System möglichst kompakt und sparsam halten, dabei sollte dieses 2,5 Gbit LAN oder 10 Gbit LAN “Onboard” mitbringen. Warum OnBoard? Kosten, eine separate LAN Karte kostet ein Stück mehr in der Anschaffung und erhöht den Stromverbrauch meist deutlich mehr als ein OnBoard Modell.

Eine spannende Option wäre hier das Supermicro X10SDV-4C+-TLN4F. Dies ist ein richtig “professionelles” Board mit allem was wir uns wünschen könnten, zum Preis von 700€. Dies ist mir aber zu viel.

Ich habe mich am Ende für ein Mainboard von AliExpress entschieden. Hier suchst du am besten nach “NAS Motherboard N100” und du findest mehrere Modelle die alle +- identisch sind.

Ich habe mich für das “Szbox Alder Lake N100 NAS Motherboard” für +- 150€ entschieden. Dies ist ein ITX Mainboard mit Intel N100 CPU und einer Ausstattung, welche fantastisch für ein NAS ist.

• Szbox Alder Lake N100 NAS Motherboard
• Intel N100
• 1x SO-DIMM DDR5 RAM Slot
• 4x 2,5 Gbit LAN Ports Intel i226
• 2x m.2 NVME SSD Slots
• 6x SATA Ports
• 1x PCIe x1 Slot

Wir haben hier ein Mainboard mit einer sehr sparsamen CPU und insgesamt 8x Anschlüssen für SSDs / HDDs wie auch 4x 2,5 Gbit LAN und einem PCie Erweiterungs-Slot.

Wir haben leider nur einen RAM Slot, aber das ist eine Limitierung der Intel N100 CPU. Wir schauen uns das Mainboard und die CPU später noch einmal im Detail an.

Gehäuse, Jonsbo N2

Beim Gehäuse kannst du natürlich alles nutzen, was du möchtest. Allerdings habe ich mich für ein “NAS like” Gehäuse entschieden.

• Jonsbo N2

Das Jonsbo N2 ist ein mini-ITX Gehäuse, welches aber über 5x 3,5 Zoll “Hot-Swap” Schächte in seinem “Bauch” verfügt.

Dabei sieht das Gehäuse sehr schick und edel aus. Es ist komplett aus Metall gefertigt und macht einen guten Eindruck. Es ist etwas eng darin zu bauen und mir würde vielleicht ein zusätzlicher Lüfter im “Mainboard-Bereich” fehlen, aber abseits davon bin ich richtig zufrieden.

Die Festplattenschächte sind über die Front erreichbar und besitzen eine entsprechende Backplate.

Das Netzteil, be quiet! SFX-L Power 500W SFX-L

Das Netzteil war eine schwere Wahl! In das Jonsbo N2 gehört ein SFX-L Netzteil, welche im Allgemeinen recht teuer sind, wenn du was Vernünftiges möchtest.

Ich habe mich für das be quiet! SFX-L Power 500W entschieden. Warum? be quiet! gehört zu den besten Herstellern im Bereich der Netzteile und wir wollen ein zuverlässiges Netzteil.

• be quiet! SFX-L Power 500W SFX-L

Zudem bekommst du das Netzteil für unter 100€ und es bietet die 80% Gold Zertifizierung bzw. ETA-Platinum Zertifizierung.

Eventuell könnten wir noch etwas mehr Energie mit einem “PICO-PSU” sparen, aber diese sind etwas spezieller.

Ein detaillierter Blick auf das Mainboard

Werfen wir einen etwas detaillierteren Blick auf das Szbox Alder Lake N100 NAS Motherboard. Starten wir mit den Basics. Als CPU kommt hier der Intel N100 zum Einsatz.

• Intel N100
• Alder Lake-N Architektur
• 4 Kerne
• Bis zu 3,4 GHz
• Baujahr 2023
• 6W TDP

An sich ist der Intel N100 eine aktuelle CPU. Allerdings ist diese extrem gedrosselt und auf eine niedrige Leistungsaufnahme getrimmt. Moderne Intel CPUs besitzen 2 Typen von CPU Kernen, Performance Kerne und Effizienz-Kerne.

Der Intel N100 besitzt nur 4 Effizienz-Kerne, welche zudem auf eine Leistungsaufnahme von lediglich 6W limitiert sind! Dies ist extrem wenig, entsprechend ist die maximale Leistung des Prozessors massiv limitiert. Mehr dazu hier: Wie gut (oder schlecht) ist der Intel N100?

Allerdings in einem NAS / Home Server ist der N100 super! Er ist für diese Anwendung mehr als ausreichend schnell und extrem effizient.

Auf Seiten der Anschlüsse haben wir folgendes:

• 3x USB 2.0
• 2x USB 3.0
• 1x HDMI
• 1x DisplayPort
• 4x 2,5 Gbit LAN mit Intel i226 Chipsatz
• 1x 3,5mm Audio-Ausgang

Dies ist für ein NAS / Home-Server völlig ausreichend! Gerade die 4x 2,5 Gbit LAN Ports mit Intel Chipsatz sind sehr erfreulich.

Einer der USB 2.0 Ports ist im Übrigen intern! Dieser ist gedacht für einen USB Stick mit dem Server OS. Viele Server/NAS Betriebssysteme lassen sich auf USB Sticks installieren, wie UnRaid oder TrueNAS. Diesen USB Stick kannst du dann sicher im Gehäuse installieren.

Intern haben wir zudem folgende wichtige Ports:

• 2x M.2 NVME 2280 Slots (PCIe 3.0 x1)
• 1x PCIe 3.0 x1 Slot
• 6x SATA
• 2x 4-Pin Lüfter-Anschluss
• 3x USB 2.0 Header

Zunächst haben wir 6x SATA-Ports, entsprechend können wir bis zu 6x HDDs oder SSDs mit dem Mainboard verbinden. Zudem haben wir 2x M.2 Slots für NVME SSDs.

Allerdings, sind diese Slots nur mit PCIe 3.0 und x1 angebunden! So sind die verbauten NVME SSDs auf +- 800 MB/s limitiert. Allerdings ist dies “OK”, aufgrund der 2,5 Gbit LAN Ports, welche unsere Datenraten eh auf +- 250-300 MB/s über das Netzwerk limitiert.

Etwas schade ist die Limitierung des PCIe 3.0 Slots auf x1. Zwar könnten wir hier eine 10 Gbit LAN Karte verbauen, aber diese wäre doch aufgrund der Schnittstelle ebenfalls etwas eingeschränkt.

CPU Temperatur und Kühlung

Der Intel N100 wird von einem integrierten “MINI-Kühler” gekühlt. Dieser scheint nicht Temperaturgesteuert zu sein und dreht konstant mit 100%. Allerdings ist dieser selbst bei 100% Drehzahl kaum hörbar.

Dabei pendelt sich die CPU-Temperatur bei +- 66-69 Grad unter Volllast ein, was unproblematisch ist.

Welches Betriebssystem?

Prinzipiell kannst du so ziemlich jedes Betriebssystem auf diesem Server installieren. Wir haben eine normale X86 CPU. Im Zweifel könntest du also sogar Windows oder eine normale Linux-Distribution nutzen.

Ich würde aber im Normalfall eher folgende Systeme empfehlen:

• UnRaid
• TrueNAS

Beide Systeme sind nicht perfekt, gerade was die Benutzerfreundlichkeit angeht. Was spricht für das jeweilige System?

UnRaid

• Benutzeroberfläche etwas freundlicher und einfacher
• Ideal wenn du Laufwerke mit unterschiedlicher Kapazität mixen willst
• Datenraten teils merklich niedriger als bei TrueNAS
• Stromsparender (da Spindown funktioniert)
• Kostenpflichtig

TrueNAS

• Sehr hohe Datensicherheit
• Professionelles System
• Kostenfrei
• Nutzung für Nueinsteiger kompliziert
• Das Mixen und Tauschen von unterschiedlichen Festplatten mit unterschiedlichen Kapazitäten kann suboptimal sein

In einem richtig professionellen Umfeld würde ich eher TrueNAS wählen. Allerdings hast du mehrere verschiedene Festplatten mit unterschiedlichen Kapazitäten die du in den System kombinieren willst, würde ich eher UnRaid wählen.

Es gibt hier auch eine 30 Tage Testversion, welche du nutzen kannst um erst mal zu schauen ob dies das Richtige für dich ist.

Für mich ein ganz wichtiger Punkt, UnRaid benötigt weniger Energie. Warum? Festplatten die nicht benötigt werden, gehen bei UnRaid zuverlässig in den Standby, was bei mir in TrueNAS nie geklappt hat!

ECC RAM?

Für TrueNAS wird in der Regel ECC RAM empfohlen. Leider können wir hier keinen ECC RAM verbauen.

Ist dies schlimm? Was ist ECC RAM?

ECC RAM besitzt eine integrierte Fehlererkennung und Korrektur. Sollte ein Bit im RAM “kippen”, also unerwartet einen falschen Wert ausgeben, kann ein ECC RAM Modul dies erkennen und korrigieren.

Warum ist dies für TrueNAS wichtig? TrueNAS nutzt ZFS und ZFS verlässt sich stark auf Datei-Prüfsummen.

Sollte es nun zu einem RAM Fehler kommen, könnten die Prüfsummen falsch sein und im schlimmsten Fall zu Datenverlust führen. Allerdings muss hierfür ein Doppelfehler auftreten.

So müsste beispielsweise eine HDD bei dir gleichzeitig mit dem RAM kaputt gehen.

Ich denke, dies ist ein überschaubares Risiko, gerade wenn du noch zusätzliche Backups hast. ECC RAM ist sicherlich gut in Kombination mit ZFS und TrueNAS, aber auch keine Pflicht.

Leistung in der Praxis

Aber wie steht es um die Leistung des Systems? Reicht der Intel N100 hier aus? In der Regel absolut ja!

In Kombination mit UnRaid (und SSDs) waren rund 270 MB/s über das Netzwerk konstant kein Problem. Der Intel N100 wird vermutlich auch bei paralleler Nutzung von 2 Ports auch noch jeweils das volle Tempo bereitstellen können.

Dabei haben wir hier durchaus genug Reserven auch ein paar Docker Container auf dem System laufen zu lassen.

Ich denke hier allerdings primär an kleinere Dinge wie ein Netzwerk Werbefilter (PiHole), den HomeAssistant usw. Solche Docker Container sind gemacht auf einem RaspberryPI zu laufen und der Intel N100 hat bei all seinen Limitierungen ein vielfaches der Leistung eines RaspberryPIs.

Lediglich wenn du beispielsweise Windows oder richtige Linux VMs auf dem System über Proxmox usw. laufen lassen willst könnte es etwas eng werden. Es geht sicherlich, aber ist nicht optimal.

Auch Plex könnte so eine Sache sein. Ich habe Plex zugegeben nicht ausprobiert und die GPU im Intel N100 ist theoretisch Quick Sync kompatibel, aber für Video-Codierung „on the fly“ sehe ich dieses System offen gesagt eher weniger.

Eventueller Lüfter-Mod

Eventuell würde ich empfehlen den Lüfter im Jonsbo N2 für die HDDs zu tauschen oder mit einem entsprechenden Adapter zu drosseln.

Von Haus aus läuft dieser konstant auf 100%, weshalb dieser relativ laut ist.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme schwankt ganz massiv je nach eingesetzten HDDs / SSDs. Eine HDD kann durchaus 5-10 W Strom benötigen.

Im Jonsbo N2 können wir 5x HDDs verbauen, welche entsprechend alleine zwischen 25 W und 50 W verbrauchen könnten.

Daher sprechen wir erst einmal nur über den Stromverbrauch des Mainboards, nur mit einem USB Stick mit UnRaid und 2,5 Gbit LAN.

Im Normalbetrieb benötigt dieses +- 15-17W. Dies ist sparsam, aber zugegeben auch nicht extrem wenig für ein Mainboard mit Intel N100. Allerdings kann dies an den vielen 2,5 Gbit LAN Ports und PCIe Verbindungen liegen.

Unterm Strich sind aber 15-17W absolut kein zu großer Verbrauch.

• Ohne HDDs oder SSDs ca. 15-17W.
• Mit 2x NVME SSDs steigt der Verbrauch auf +- 18-19W.
• Mit 2x NVME SSDs und 2x HDDs steigt der Verbrauch auf +- 34W.
• Mit 2x NVME SSDs und 4x HDDs steigt der Verbrauch auf +- 48W.

Fazit

Ich hoffe, dieses Projekt konnte dich etwas beim Bau eines NAS inspirieren. Gerade das “NAS Motherboard” ist aus meiner Sicht extrem spannend und vor allem die Intel N100 Version macht für ein NAS viel Sinn!

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Diese Version des NAS läuft bei mir absolut problemlos seit nun einigen Wochen mit UnRaid, welches ich wegen des zuverlässigen HDD Spindown nutze. Persönlich bevorzuge ich weiterhin klar die Software von Synology oder QNAP NAS Systemen, aber diese lässt sich leider nicht auf DIY Systemen nutzen.

Auf Seiten der Leistung ist der Intel N100 mehr als ausreichend für die 2,5 Gbit LAN Ports. Dabei ist die Leistungsaufnahme mit 15-17W ohne Laufwerke OK.

Etwas schade ist, dass der PCIe Slot nur mit PCIe 3.0 x1 angebunden ist und somit 10 Gbit LAN Karten hier nur schwer möglich sind. Dennoch ist 2,5 Gbit für die meisten Heim-Nutzer derzeit der “Sweet Spot”.

Das Jonsbo N2 Gehäuse und auch das be quiet! SFX-L Power 500W SFX-L Netzteil sind natürlich “flexibel”. Wenn du ein NAS Formfaktor willst sind diese eine gute Wahl (auch wenn ich das Lüfter-Setup des Jonsbo N2 nicht so sehr mag). Allerdings gerade beim Gehäuse ist natürlich etwas Spar-potenzial.

Beim Netzteil würde ich nicht zu viel sparen und gerade im SFX Formfaktor ist das be quiet! eine gute und preis-/leistungstechnisch vernünftige Wahl.

Entsprechend halte ich hier meine Vorlage für eine Basis für ein gutes, günstiges und sparsames DIY NAS System im Jahr 2024!