自建NAS方案选型-硬件篇

2023-01-13

前言

之前使用的是多年前很火的威联通 453Bmini,2000 块钱 4 盘位的成品 NAS,性价比很高,开箱即用。虽然很多人认为可用性不如群晖,但是我个人的使用不喜欢依赖某一个品牌的生态,大多是开源组装的,所以对我来说威联通和群晖没什么本质区别。慢慢的用途越来越多,这款 NAS 选用的 J3455 性能低下和硬盘无法休眠实在太吵成了我的困扰,特别在理清了我本身不需要任何成品 NAS 生态的需求后,自己组装一台 NAS 成了唯一选择。

CPU

首先 CPU 可以分两部分选择:

  • 零售版:也就是可以直接在淘宝上买到的单独 CPU,由 Intel 和 AMD 发货。
  • OEM 版:市面上无法直接买到单独的 CPU,由大大小小的 OEM 厂商定制成品板 U。

首先我选择的是零售版,OEM 版是有不少不错的 CPU 选择,比如 N5105 等,主要原因是主板限制太大,厂商已经榨干了所有扩展性,如果恰好符合自己的需求那确实还不错,如果不巧自己有对扩展性的预留,那可能完全没有任何扩展性了,而且价格其实比零售版板 U 并不便宜,另外一些指令支持不全也是这类 CPU 的一个通病。

零售版又会遇到两个选择:Intel 和 AMD,选取的一个优先标准的是功耗,所以高端 CPU 就完全不需要考虑了,同时因为之前性能低的阴影希望找个稍微好点的,在 NAS 领域目前的两个强力竞争者是:

  • AMD Ryzen 5 5600G:6 核 12 线程
  • Intel Core i3-12100:4 核 8 线程(13100 不过是 12100 的官方微超版本,性价比更低些)

客观来说 5600G 的性能比 12100 强,都买散片的前提下板 U 价格也比 12100 低,但是 12100 的核显支持 AV1 解码吸引到了我,虽然现在使用 AV1 编码的视频并不广泛,但是不妨碍战未来的想象!

机箱

NAS 最重要就是机箱,可选内容是:

  • 主板大小:一般是选择 Mini-ITX(俗称 ITX,170mm×170mm 以内)和 microATX(又称 mATX,244mm×244mm 以内),mATX 要比 ITX 扩展性好价格更便宜。
  • 盘位:自组一般 4、6、8 盘位及以上,另外普通机械硬盘是 3.5 英寸,SATA 接口的 SSD 是 2.5 英寸,所以需要关注 3.5 和 2.5 英寸盘位各有几个。
  • 电源:常见的从大到小排序有:ATX 电源(140x150x86mm)、SFX 电源(100x125x63.5mm)、Flex 电源(国内叫小 1U 电源,150x40.5x81.5 mm)。前两种面对零售发布,有比较多的厂家,小 1U 电源购买渠道大多咸鱼,另外噪音要高一些。
  • 硬盘排布和热插拔:其实一般也不会总插拔硬盘,但是如果不是专门设计过的机箱,每次折腾硬盘都得拆机箱确实也是个比较头疼的事情。
  • 散热:主要考虑整体散热性能和是否需要特殊 CPU 散热器。
  • 体积:其实体积是定完上述大小后大概的体积也就定了,这个选项也决定了为何不选普通机箱,普通机箱又便宜盘位又多,但是太大了。
  • 价格和颜值:last but not least。

主板考虑到考虑到扩展性选择了 mATX,盘位 6 盘及以上,电源心理排位 SFX>ATX>Flex,价格在 700 以内。综合的选择是御夫座,虽然体积确实比较大,但是比它小的大部分都是 ITX 主板或者 1U 电源,要么就更贵一些,要么更丑一些。NAS 机箱是个小众领域,可选项不多且偏贵,而且各花入各眼,各取所需即可。

主板

定下 CPU 之后主板就很容易选择了:B660 和 H610,主板关注几个 SATA 口、几个 PCI-E 槽位和长度、几个 M.2 接口,H610 普遍比较丐,扩展性很低,所以选 B660m。铭瑄 B660m 确实什么都非常好,扩展性拉满,但是价格我买的时候 700 多还是高了些。转念一想 12100 并不需要特别强的供电,NAS 也不需要 BIOS 和灯效,干脆投奔华南这种丐板。 最后选择的是华南 B660-D4:

  • 4 个 SATA
  • 2 个 M.2
  • 1 个 PCI-E×16、1 个 PCI-E×4

总的来说虽然供电比较丐,但是 400 块钱价位里扩展性还算可以了,正好之前的 NAS 的 4 块硬盘可以直接插上,后面入手新硬盘也可以直接用 PCIE 或者 M.2 扩展。需要注意它的 SYS_FAN 一共两个,有一个是 3 针的,所以需要买条 1 分 4 风扇线插到唯一的 4 针接口上。

更新:华南出了加量不加价的 B660M-PLUS,背刺好心痛:

  • 4 个 SATA
  • 2 个 M.2、1 个 M.2 WiFi
  • 1 个 PCI-E×16、1 个 PCI-E×4、1 个 PCI-E×1

电源

电源的参数主要是:

  • 功率:根据自己需求给出一定冗余度即可,另外需要关注电源的额定功率和峰值功率,电源负载不了太久峰值输出功率。
  • 转换率:有个 80Plus 认证,指的是 50%负载时电源的转换效率,一般是价格合适情况下越高越好,不要选无牌白牌。
  • 模组化:非模组、半模组和全模组,区别可以只插自己需要的供电线,很多 NAS 机箱布局狭窄,尽量少插入无用的线,而且可能还需要定制特定长度和材质的线,所以全模组更适合 NAS,但是价格会贵不少。
  • 方案与用料
    • LLC 半桥/全桥 > 双管正激 > 单管正激
    • DC to DC > 双路磁放大 > 单路磁放大
    • 日系用料 > 台系用料 > 国产
    • 单路 12V 输出 > 双路 12V 输出

用家用组装机的思路来看,理论上来说 NAS 一般是核显或者亮机卡,CPU 也是追求低功耗,电源不需要太大的功率,150W 的电源都绰绰有余,但是很容易忽视 NAS 的硬盘(特别是机械硬盘)数量要超过大部分家庭娱乐电脑。机械硬盘有个问题是启动时瞬时功耗很高,以常见的希捷酷狼 8T 为例,启动电压 12V,启动电流 2A,功率达到 24W,如果 5 个机械硬盘启动功率就能达到 120W 了。

有些高端主板和阵列卡支持硬盘顺序加电,对电源的要求会小很多。成品 NAS 给配的电源也不高,但是有趣的是不是所有 NAS 都能做到顺序加电,所以有满盘企业级机械盘因为 NAS 电源导致的数据悲剧案例。

12V 供电能力和纹波是对硬盘启动影响最大的因素,但是不幸的是这方面厂商数据不太透明,只能在网上查找相关测评资料,如果不是非常在乎也可以不用关心。

跌坑更新

最初觉得电源要求不高,买的是金河田 G4,400w 全模组铜牌电源,看起来功率达标,200 块钱的全模组要什么自行车。但是实际使用发现硬盘总是报错,怀疑电源有问题,咸鱼找了个鑫谷 GP600G 黑金版,同样 200 块钱,问题解决,同时风扇声音也小了不少。

SATA 扩展卡

主板自带的 4 个 SATA 口已经算是中规中矩,但是我选择的是 6 个 HDD+2 个 SSD 盘位的机箱,所以肯定还是得需要买个 SATA 扩展卡,至于是扩展卡还是 HBA 卡还是阵列卡刷 IT 模式,又是一个选择题,其实也很简单:咸鱼上正好碰上什么量大便宜就选什么。

听闻另外两种发热稍大,反正价格相差不大,我的需求也很低,所以选择了扩展卡,一般来说扩展卡需要关注:

  • 驱动,这是决定能不能用的最大因素,如果是 Windows,基本上可以无脑淘宝随便找个,甚至很多魔改的都能驱动,Windows 的兼容性真的无敌,但是 Linux 很多芯片是没有开箱即用的驱动的,所以咸鱼购买毋必问清芯片方案。
  • 扩展个数,我的需求是 4-6 口,但是需要注意有些扩展卡是两个芯片组起来的,比如 ASM1061+JMB575(1+5),Linux 默认只能识别一个芯片,除非足够便宜只用其中一个芯片(比如 ASM1166+JMB575 的卡只使用 ASM1166),或者有能力折腾驱动。
  • 占用的主板位置,一般是 PCI-E×1 和 PCI-E×4,也有用 M.2 口的,根据自己主板自行选择即可。

最后我意中的方案是 ASM1166,最高 6 口扩展,Linux 可以免驱,但是在 600 系主板下无法使用,得在非 600 系主板上更新一下固件或者找商家帮忙搞定,可惜我没有非 600 系主板,给更新的商家卖得太贵。最后退而求其次选择了 JMB585,5 口扩展,胜在咸鱼上比较便宜。

总价

把大件定下来其他小件就随便在淘宝上选择了,稍微超过了 2000 元的预算,如果大件都换成咸鱼货,应该能差不多到 2000 元左右,奈何我急用。

配件价格
御夫座机箱 + 风扇 + 散热器 + 6 口 SATA 线(套餐)788
i3-12100 散片659
华南 B660-D4 主板420
酷兽夜枭 2666MHz 8GB ×2 内存224
鑫谷 GP600G 黑金版电源(咸鱼)200
乐扩 5 口 SATA 扩展卡(咸鱼)49
1 分 4 风扇线12
总价2352

功耗

全盘插满也就是 2SSD+6HDD,PT 随缘保种个 10 来 TB(含多站重复保种),整机有读写时功耗在 75-80W/h 左右,没有读写的时候在 68-70W/h 左右。

其实硬盘多了之后 CPU 那点功率已经不值一提了,随便一个硬盘 8-10W 的功率,外加我的机械硬盘是跟随我 10 来年的 7200 转企业盘,当年技术不如现在,功率也更高一些。PT 保种导致了几乎所有 HDD 都没法休眠,所以无论怎么折腾也不可能把功率降一半,干脆放弃治疗了,等后面慢慢把硬盘替换成 5400 转,然后把 PT 限制在一到两个盘上再来折腾功耗吧。