NAS Advanced 3.0 mit Kaby-Lake 4-Thread Pentium, 6x SATA und M.2

Die mittlerweile dritte Version unserer Anleitung für ein mittelgroßes bis großes NAS bietet gegenüber dem Vorgänger neben 30% Mehrleistung auch die Möglichkeit eine M.2 Festplatte als Systemdatenträger einzubinden. Die 6 SATA Ports arbeiten nun alle im aktuellsten SATA3/6G-Standard.

Eigentlich ist die neue Kaby-Lake Architektur nur eine kleine Verbesserung gegenüber dem Vorgänger, Skylake. Neben im Mittel 200 MHz mehr Taktfrequenz und der Tatsache das Kaby-Lake nun HEVC (h.265) endlich in Hardware verarbeitet ist die Leistung pro Takt identisch zu Skylake. Gewinner sind die neuen Pentium Prozessoren, die nun Hypertheading unterstützen und so über 4 logische Prozessoren verfügen (anstatt 2 im Vorgänger). Zusammen ergibt das im Intel Pentium G4560 ca. 30% Mehrleistung im Vergleich zum älteren Intel Pentium G4400.

Einziger Wermutstropfen: den Consumer-Prozessoren (Celeron, Pentium, Core i3/i5/i7) hat Intel die ECC-Speicherunterstützung entzogen. Allerdings war für ein ECC-fähiges System auch in der Vergangenheit immer ein Mainboard mit teurem Intel C-Chipsatz erforderlich.

Für unsere NAS Advanced Anleitung ist dies also kein Nachteil. Daher haben wir als Prozessor den Intel Pentium G4560 gewählt, der auf 8 GB DDR4-Arbeitsspeicher zurückgreifen darf.

CPU, Mainboard und Arbeitsspeicher


Beim Mainboard haben wir diesmal wieder zum kleinsten Intel Chipsatz, dem B250M gegriffen. Das Gigabyte GA-B250M-DS3H bietet 6 SATA-Ports der neusten Generation sowie einen M.2 Slot und fasst bis zu 4 Arbeitsspeichermodule, die mit einer maximalen Geschwindigkeit von DDR4-2400 operieren. Damit lassen sich auf Wunsch bis zu 64GB Arbeitsspeicher verbauen. Bis zu 3 Monitore lassen sich über HDMI 1.4, DVI-D und VGA gleichzeitig anschließen.

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6x SATA 6G - max. 550MB/s pro Port
1x M.2 inkl. PCIe 3.0 x4 Support für SATA und PCIe SSDs
AES-Ni - Beschleunigung von Ver- und Entschlüsselung
Vt-x, Vt-d - Virtualisierungsfeatures
4x USB 3.0 + 1x Front-USB 3.0
2x USB 2.0 + 2x Front-USB 2.0
1x Gigabit LAN (Realtek RTL8111H, Wake-On-Lan, Wake-On-Wan, 802.3az EEE, PXE)
1x HDMI, 1x DVI + 1x VGA Display
1x PCIe 3.0 x16, 2x PCIe 3.0 x1

Der Intel Pentium G4560 unterstützt die AES-Ni, also die Ver- und Entschlüsselung von Daten via AES in Hardware. Dadurch können nahezu ohne Leistungsverlust auf Wunsch die Daten auf dem NAS verschlüsselt werden. Die Prozessorauslastung beträgt bei einem 115 MB/s Datentransfer über das Netzwerk ca. 12-15%.

Wem die 6 SATA Ports nicht ausreichen, der kann den PCI-E 3.0 x16 Slot (max. 15.754 MB/s Bandbreite) nutzen um einen zusätzlichen Controller - auch ein Hardware-Raid ist denkbar - zu verbauen. Dem Mainboard liegen zwei SATA-Kabel bei. Wer mehr Festplatten anschließen möchte, benötigt weitere SATA Kabel wie z.B. 3x deleyCON SATA 3 Kabel 0,5m für aktuell {3x deleyCON SATA 3 Kabel 0,5m}.

Systemfestplatte - SSD über SATA / M.2 oder USB 3


Das Mainboard verfügt über einen M.2 Slot, der SSDs via SATA oder PCIe bis zu PCIe 3.0 x4 ansprechen kann. Achtung: verbaut man eine SATA-SSD in den M.2 Slot, wird automatisch der letzte SATA-Port deaktiviert, da die Intel Consumer Mainboards maximal 6 SATA Geräte gleichzeitig unterstützen. Nutzt man hingegen eine moderne (aber auch teurere) PCIe SSD, kann man zusätzlich alle 6 SATA-Ports für Datenfestplatten nutzen.

Wir hatten in der Vergangenheit häufig spezielle USB-Sticks mit haltbaren SLC-Speicherzellen empfohlen, da sich normale USB-Sticks mit MLC-Zellen nicht als Datenträger für ein Betriebssystem eignen, denn diese MLC-Zellen nutzen sich sehr schnell ab. Teilweise sind solche Sticks nach 1-2 Wochen Einsatz schon defekt.

Zu den teureren SLC-Sticks möchten wir euch aber nicht mehr raten, da doch einige Erfahrungsberichte in unserem Forum zeigen, dass auch die SLC-Sticks im Dauereinsatz zu schnell kaputt gehen. In meinem Heim-NAS werkelt ein SLC-Stick zwar schon knapp 2 Jahre ohne Probleme, vielleicht habe ich aber bisher einfach nur Glück gehabt.

In einem NAS möchte man sich die wertvollen SATA-Ports für die Datenfestplatten nicht durch eine Systemfestplatte blockieren, also habe ich nach einer Lösung gesucht und diese in einem M.2 USB 3.0 Adapter (siehe Anleitung) gefunden.

Konkret empfehlen wir hier die 32GB Transcend MTS400 SSD mit SATA Controller, die in einem speziellen USB 3.0 M.2 Stick Gehäuse steckt. Leider ist das Gehäuse mit {USB 3.0 M.2 Stick} fast genauso teuer wie die 32GB große SSD, lässt sich aber später auch noch wiederverwenden. Die gleiche SSD lässt sich im SATA-Modus auch im M.2 Slot des Mainboard nutzen, wenn euch 5 SATA Ports reichen.

Möchtet ihr den M.2 Slot nicht nutzen, empfehlen wir als Alternative eine kleine SATA SSD wie die Transcend TS32GSSD340K (32GB). Die günstigste Lösung ist es allerdings die kleine 32GB Transcend MTS400 SSD in den M.2 Slot den Mainboards einzubauen.

Wie oben bereits erwähnt könnt ihr aber auch eine reine PCIe-SSD in den M.2 Slot des Mainboards verbauen. Dann stehen euch alle 6 SATA Ports für Datenfestplatten zur Verfügung. Diese Lösung ist die teuerste, da PCIe-SSDs meist erst ab 128 GB Kapazität angeboten werden. Für OpenMediaVault reichen aber schon 16 GB völlig aus.

Das richtige Gehäuse


Hier kommt quasi jedes Micro-ATX kompatible Gehäuse mit einer guten Festplattenkühlung in Frage. Da wir unsere NAS Anleitungen nun seit mehreren Jahren anbieten, haben wir hier ziemlich viel Erfahrung sammeln können. Wir bleiben bei unseren beiden Empfehlungen, die wir schon seit der ersten Version dieser Anleitung empfehlen.

Fractal Design Define R5
Mein Favorit ist immer noch das Fractal Design Define R5 für rund 110 Euro. Mich hat das Gehäuse durch seine Möglichkeit überzeugt 8 Festplatten (3,5 Zoll) unterzubringen, die von 2 140mm Lüftern optimal gekühlt werden. Zudem habe ich bisher schon dutzende dieser Gehäuse verbaut welche alle eine absolut super Verarbeitung hatten.


Das Fractal Design Define R5 verfügt über eine eingebaute Lüftersteuerung (5/7/12V) an die maximal 3 Lüfter angeschlossen werden können. Die beiden beiliegenden 140mm Lüfter sind angenehm leise.

Xigmatek Asgard
Wem das Fractal Design Define R5 zu teuer ist, dem empfehle ich den Xigmatek Asgard Midi-Tower als günstigere Lösung. Dieser kann sieben 3,5 Zoll Festplatten aufnehmen die von einem 120mm Lüfter gekühlt werden. Zumindest 4 Festplatten können so ausreichend gekühlt werden, ggf. muss dann noch ein zweiter Lüfter zugekauft werden.

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Netzteil


Bei einem NAS für 6 oder mehr Festplatten empfehlen wir ein richtiges ATX-Netzteil und keine Pico-PSU, wie wir sie in unserem NAS - Basic Vorschlag empfehlen. Der Grund ist, dass normale ATX-Netzteile erst ab einem bestimmten Leistungsbereich (meistens größer 35W) wirklich effizient arbeiten. Bei der Verwendung von 6 Festplatten wird unser System knapp 50W mit aktiven Festplatten verbrauchen.

Da das Gigabyte GA-B250M-DS3H über einen 12V P8-Stecker verfügt (und nicht mit nur einem P4-Stecker bootet), empfehlen wir entweder das be quiet! BN240 System Power 8 80+ 400W oder das etwas schwächere aber qualitativ geringfügig hochwertigere be quiet! Pure Power 10 - 350W.

Die Effizienz der beiden Netzteile wird mit guten 87% angegeben, alle gängigen Schutzschaltungen wie Überhitzungsschutz, Überstromschutz, Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz sowie ein Kurzschlussschutz sind vorhanden.

Beide Netzteile unterstützen die Intel C6/C7 Energiesparzustände und besitzen 5x SATA-Power. Für 6 Festplatten ist also noch ein Wentronic Internes Stromadapterkabel (SATA Kupplung auf 2x SATA Stecker) für 2,59 Euro erforderlich.

Festplatten


Das wichtigste in einem NAS sind natürlich die Festplatten. Wir verwenden Festplatten des Typs Western Digital Red mit 8TB, diese Festplatten eignen sich durch eine auf NAS-Systeme optimierte Firmware besonders gut für unser System. So unterstützen die WD Red Festplatten z.B. TLER (Time-Limited-Error-Recovery). Diese Funktion sorgt durch eine Kommunikation mit dem Raid-Controller für eine höhere Stabilität. Alternativ kann man Festplatten der Seagate NAS Serie nutzen, die über ein vergleichbares Featureset verfügen.

Western Digital gibt 3 Jahre Garantie auf die NAS-Serie. Der Preis liegt aktuell bei rund 43 Euro pro TB Kapazität. Generell macht es immer Sinn weniger Festplatten mit hoher Kapazität zu kaufen als viele Festplatten mit geringer Kapazität, denn die Ausfallwahrscheinlichkeit nimmt mit der Anzahl der Festplatten überproportional zu.

Zusammenbau


Egal für welches Gehäuse ihr euch entscheidet - der Zusammenbau ist denkbar einfach. Der Prozessor wird in den Sockel des Mainboards gesetzt, der beiliegende CPU-Lüfter muss danach nur aufgesteckt werden und rastet in den 4 Löchern des Mainboards ein. Wärmeleitpaste muss nicht installiert werden, da der Intel CPU-Lüfter bereits ein Wärmeleitpad besitzt.

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Selbst wenig versierte Anwender sollten die Komponenten in unter einer Stunde zusammenbauen können. Besondere Bios-Einstellungen müssen nicht vorgenommen werden, das System ist nach dem Zusammenbau direkt einsatzbereit.

Wir hatten Probleme mit den Kingston HyperX HX424C15FBK2/8 Modulen, sofern wir den Dual-Channel Modus mit zwei Modulen gleichzeitig nutzen wollten. Das Mainboard verweigerte teilweise den Start. Daher empfehlen wir zwei Module vom Typ Crucial CT2K4G4DFS824A 8GB DDR4-2400. Diese funktionieren auch im Dual-Channel einwandfrei. Wer 5 Euro sparen möchte greift zu den etwas niedriger getakteten Crucial CT2K4G4DFS8213 8GB DDR4-2133 Modulen, die ansonsten identisch sind.

Bios


Das Bios des Gigabyte GA-B250M-DS3H ist recht modern und einfach mit Maus und Tastatur zu bedienen. Persönlich gefällt mir das Bios von ASRock, ASUS und MSI deutlich besser, aber auch im Gigabyte Bios findet man alle wichtigen Einstellmöglichkeiten.
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Vergleich der NAS-Betriebssysteme


Ihr könnt auf diesem NAS ein Betriebssystem euer Wahl installieren. Auch Windows 8.1 oder Windows 10 sind möglich, da Microsoft ab Windows 8 mit den Windows Storage Spaces einen eigenen Software-Raid ermöglicht.










OpenMediaVaultFreeNAS
Basis OSDebian 7 (Wheezy)FreeBSD 9.3
Raid-LevelJBOD, 0, 1, 5, 6, 100, 1, Raid-Z (5), Raid-Z2 (6), Z3
DateisystemeExt3, Ext4, XFS, JFSZFS, UFS
Arbeitsspeichermin. 2GBmin. 8GB
BedienungWeboberfläche, KonsoleWeboberfläche, Konsole
SchwierigkeitEinfachFortgeschritten
AnleitungJa, vollständigJa, vollständig

Wir verwenden in diesem NAS - Advanced Vorschlag das Betriebssystem OpenMediaVault welches auf einen Debian Linux Unterbau setzt. Dadurch ist es fast unbegrenzt erweiterbar und die Bedienung ist über eine Weboberfläche sehr einfach. Das System ist kompatibel mit OpenMediaVault 2.x (Final) und mit OpenMediaVault 3.x (Beta). Die Startzeit des NAS dauert mit einer SSD nur ungefähr 30 Sekunden, aus dem Standby erwacht das NAS binnen 1-2 Sekunden.

Eine vollständige Schritt-für-Schritt Anleitung zur Installation von OpenMediaVault findet ihr auch bei uns.

Stromverbrauch und Wake-On-Lan


Ein wichtiger Punkt bei einem NAS oder Home-Server ist der Stromverbrauch. Daher sind alle von uns ausgewählten Komponenten sehr sparsam. Als Betriebssystem haben wir OpenMediaVault in der Version 3.0.59 (Kernel 4.8) genutzt.









SituationVerbrauchBemerkung
Ausgeschaltet, kein Betriebssystem1,4W
Ausgeschaltet, aus OMV1,0W
Standby, WakeOnLan aktiv1,5W(Suspend-to-Ram)
Im Betrieb (ohne Festplatte, Idle)17W
Im Betrieb (mit 2 ruhenden WD Red 8TB Festplatten)27W
Im Betrieb (mit 2 aktiven WD Red 8TB Festplatten)30W

Wir benutzen in diesem Vorschlag das Wake-On-Lan Feature des Mainboards. OpenMediaVault verfügt über ein Plugin mit dem Namen “AutomatischHerunterfahren”. Dieses Script prüft anhand von speziellen Kriterien ob das NAS automatisch in den Standby-Modus wechseln soll. Ihr könnt z.B. euer Netzwerk alle 5 Minuten nach Clients wie PCs, Notebooks oder Mediaplayer scannen lassen. Ist kein Client mehr aktiv, so wechselt das NAS in den Standby.

Windows, Linux oder Mac Clients oder Mediaplayer z.B. mit Kodi (XBMC) können das NAS dann bei Gebrauch selbst aus dem Standy aufwecken. Dies passiert alles vollautomatisch! Ihr werdet gar nicht merken, dass euer NAS im Standby war. Mit dieser Methode lässt sich eine große Menge an Energie einsparen.

Die vollständige Konfiguration zu Wake-On-Lan und AutoShutDown findet ihr auch in der Installationsanleitung von OpenMediaVault.

Wir haben das Automatische Herunterfahren des NAS mehrfach getestet und es funktioniert mit der hier verwendeten Hardware einwandfrei. Die WOL-Funktionalität ist immer aktiv und muss daher im Bios nicht aktiviert werden.

Wichtig ist, dass im “AutomatischHerunterfahren” Plugin in den erweiterten Optionen folgende Zeile eingegeben wird:

TEMPPROCNAMES="-"

Vergisst man diese Konfiguration, wechselt das NAS nicht in den Standby und bleibt dauerhaft aktiv. Das Verhalten des Plugins lässt sich jederzeit über die Systemprotokolle nachvollziehen und ggf. anpassen.

Lautstärke


Sowohl das Netzteil als auch der Intel Lüfter sind im Normalbetrieb sehr leise, der Lüfter kann bei Volllast ziemlich laut werden, das kommt aber im NAS Betrieb nie vor. In einem geschlossenen Gehäuse sind beide Komponenten dann ab 2 Meter Entfernung nicht mehr zu hören. Allerdings können sich die Datenfestplatten (je nach Anzahl) zu einem recht lauten Geräusch zusammenaddieren.

Häufige Fragen rund um OpenMediaVault

Da wir eigentlich alles wichtige bereits in unserer Installationsanleitung von OpenMediaVault beantwortet haben, fasse ich mich hier kurz.

Frage: Ist der Raid später erweiterbar ?
Antwort: Ja (Raid 0,5,6)

Frage: Kann man den Raid bei einem Festplattenausfall wiederherstellen ?
Antwort: Ja, defekte Festplatte austauschen und die Wiederherstellungsfunktion in OMV benutzen.

Frage: Kann man den Systemdatenträger austauschen ohne Daten auf dem Raid zu verlieren ?
Antwort: Ja, der Raid ist unabhängig vom Systemdatenträger.

Frage: Kann man die Hardware (CPU, Mainboard, Arbeitsspeicher) austauschen, ohne Daten auf dem Raid zu verlieren ?
Antwort: Ja, der Raid ist unabhängig von der verwendeten Hardware.

Frage: Ich habe Probleme mit der Installation von OMV (Grub-Bootloader)!
Antwort: Der OMV Systemdatenträger muss als erstes Laufwerk angeschlossen sein (/sda). Alle Datenfestplatten sollten während der Installation abgeklemmt werden.

Zusammenstellung


Hier haben wir alle Komponenten noch einmal aufgelistet.






























KomponenteNamePreis
ProzessorIntel Pentium G4560 (2x 3,5GHz + HT){Intel Pentium G4560}
MainboardGigabyte GA-B250M-DS3H{Gigabyte GA-B250M-DS3H}

ArbeitsspeicherCrucial CT2K4G4DFS824A 8GB DDR4-2400 1.2V{Crucial CT2K4G4DFS824A 8GB DDR4-2400}
Arbeitsspeicher (alternativ)Crucial CT2K4G4DFS8213 8GB DDR4-2133 1.2V{Crucial CT2K4G4DFS8213 8GB DDR4-2133}
Arbeitsspeicher (alternativ)Kingston HyperX HX424C15FBK2/8 8GB DDR4-2400 1.2V{Kingston HyperX HX424C15FBK2/8}

System-Stick GehäuseUSB 3.0 M.2 Stick{USB 3.0 M.2 Stick}
System-Stick SSD32GB Transcend MTS400{32GB Transcend MTS400}
System-SSD (alternativ)Transcend TS32GSSD340K (32GB){Transcend TS32GSSD340K}

Netzteilbe quiet! BN240 System Power 8 80+ 400W{be quiet! BN240 System Power 8 80+ 400W}
Netzteil (alternativ)be quiet! Pure Power 10 - 350W{be quiet! Pure Power 10 - 350W}
Netzteil (alternativ)be quiet! Pure Power 10 CM - 400W{be quiet! Pure Power 10 CM - 400W}

GehäuseFractal Design Define R5{Fractal Design Define R5}
Gehäuse (alternativ)Xigmatek Asgard Midi-Tower{Xigmatek Asgard Midi-Tower}
Gehäuse (alternativ)Cooler Master Elite 310{Cooler Master Elite 310}

Zubehör3x deleyCON SATA 3 Kabel 0,5m{3x deleyCON SATA 3 Kabel 0,5m}
Zubehör (optional)SODIAL(R) 8 Zoll USB 3.0 20-Pin{SODIAL(R) 8 Zoll USB 3.0 20-Pin}
Zubehör (ab 6 Festplatten)SATA Kupplung auf 2x SATA Stecker{SATA Kupplung auf 2x SATA Stecker}

DatenfestplattenWestern Digital Red, Preis je TB Kapazität43 Euro
Datenfestplatten (alternativ)Seagate NAS, Preis je TB Kapazität43-46 Euro

SummeGünstigste Zusammenstellung ohne Datenfestplattenca. 330 Euro

Fazit


Unser NAS - Advanced 3.0 ist Dank neuem Intel Pentium G4560 aus der Kaby-Lake Architektur deutlich schneller als unser bisheriger 2.0 Vorschlag. Das Gigabyte GA-B250M-DS3H kann bis zu 4 DDR4-2400 Arbeitsspeichermodule aufnehmen und verfügt über einen zusätzlichen M.2 Slot.

Das System ist durch die freie Betriebssystemwahl sehr flexibel und kann später durch den PCIe 3.0 x16 Slot einfach aufgerüstet werden. In OpenMediaVault 3.0.59 Beta verbraucht das NAS im Leerlauf ohne Datenfestplatten geringen 17 Watt. Das ist 1 Watt weniger als unser NAS Advanced 2.0 mit Skylake Prozessor verbraucht hat.

Als Systemdatenträger empfehlen wir die USB 3.0 zu M.2 SATA Kombination oder den direkten Einbau der 32GB Transcend MTS400 in den M.2 Slot des Mainboards. Das Mainboard kann aber auch mit schnellen PCIe M.2 SSDs umgehen. Dann stehen wie bei der USB 3.0 zu M.2 SATA Kombination alle 6 SATA-Ports für Datenfestplatten zur Verfügung.