Kriterien bei der Auswahl oder dem Bau eines Homeservers

Auszug aus einer Mail, die ich am 6. Januar 2012 zu einer Diskussion um den Bau eines sparsamen 24x7 laufenden Homeservers in der deutschsprachigen Debian Users Mailingliste geschrieben habe.

Für mich stand die Angabe der TDP immer irgendwie für die “Sparsamkeit” der jeweiligen Plattform. Ist das falsch?

TDP steht für Thermal Design Power und ist ein Maß für die maximale Verlustleistung = Abwärme, für die das Kühlsystem ausgelegt sein muss. Die TDP entspricht theoretisch der Leistungsaufnahme unter Volllast.

Leider existiert praktisch keine verbindliche Definition, wie die TDP zu ermitteln ist. Die Hersteller verwenden sie mehr oder weniger als Marketing-Instrument. Früher galt die TDP, vor allem bei Grafikkarten, als eine Art Performance-Index, so dass die Hersteller hier gerne etwas übertrieben haben. Heute wird die TDP eher mit dem Stromverbrauch assoziiert, daher geben die Hersteller lieber etwas zu geringe Werte an.

Die TDP ist besonders dann wichtig, wenn es darum geht, besonders kleine, leichte, leise oder stylische Geräte zu konstruieren. Auf einen Homeserver trifft normalerweise nichts davon zu.

Die TDP sagt noch nichts über die Energieeffizienz aus. Die Effizienz erreichnet sich aus Rechenleistung geteilt durch elektrische Leistung. Auch hier gibt es natürlich keine einheitliche Definition, wie die Rechenleistung zu messen ist; insbesondere wie Single-Core und Multi-Core Performance oder kombinierte CPU+GPU Packages miteinander zu vergleichen sind.

Häufig gilt aber, dass Mobil- und Desktop CPUs der selben Generation eine ähnliche Effizienz haben. Um die TDP der Notebook CPU niedrig zu halten, ist sie aber in ihrer Performance künstlich limitiert (z.B. durch weniger Cores, kleinere Caches, kürzere Pipelines oder kleinere Taktfrequenzstufen).

Die Energieeffizienz ist wichtig, wenn es darum geht, Geräte für eine spezielle Aufgabe zu konstruieren. Beispiel: Video(de)kodierung, Signalverarbeitung, Verschlüsselung, Supercomputing.

Für Homeserver ist eine dritte Kenngröße wichtiger als die TDP oder die Effizienz, nämlich der Ruhestromverbrauch. Diese Größe ist aus den nackten technischen Daten noch viel schwieriger abzulesen als die anderen beiden.

Erstens spielt hier das Umfeld der CPU eine große Rolle, z.B. der verwendete Chipsatz, die Anzahl und Geschwindigkeit der Schnittstellen, die RAM Größe etc. Zweitens hängt der Ruhestromverbrauch der CPU von Optimierungen wie den Power States, Speedstep/TurboCore etc. ab, und wie gut das Board und das BIOS diese unterstützt. Drittens spielt auch das Betriebssystem eine große Rolle, z.B. bei Linux der verwendete CPUfreq Governor oder bei Windows das Vorhandensein der AMD Cool’n’Quiet Treiber. Und viertens ist die Effizienz des Netzteils im unteren Lastbereich oft besonders schlecht, was den Ruhestromverbrauch hoch treibt.

Die einzigen verlässlichen Angaben sind hier unabhängige, primärseitige Messungen des Gesamtsystems, wie sie z.B. in den Testberichten der c’t gemacht werden. Diese waren es auch, die mich zum Kauf des MSI Boards gebracht haben…

Und wenn ich da hier nach gehe http://de.wikipedia.org/wiki/Intel_Atom hat der D525 “nur” einen um 300MHz höheren Takt als der N550, dafür aber eine in meinen Augen erheblich höhere TDP, weshalb ich davon ausgegangen bin, dass der Stromverbrauch spürbar höher, die Leistungssteigerung aber vergleichsweise gering ist. Ist das so falsch?

Man kann diese Aussagen nicht generell aus den nackten Zahlen folgern. Aber in Bezug auf die beiden genannten CPUs kommen sie hin.

Gerade bei der Erhöhung der Taktfrequenz gilt, dass die Performance maximal linear, die Leistungsaufnahme aber irgendwo zwischen linear und quadratisch mit der Taktfrequenz wächst. Denn für höheren Takt muss die Spannung erhöht werden, und der Verbrauch eines Feldeffekt-Transisors wächst mit der Spannung und mit der Umschaltfrequenz.

Ich finde es wirklich schwierig, da zu einer Entscheidung zu kommen.

Nimm’ einfach das, was dir spontan gefällt und ins Budget passt. In drei Monaten sind sowieso bessere und billigere Geräte auf dem Markt. ;-)