Ausgangslage

Ich bin Informatiker und IT ist meine Leidenschaft – beruflich und privat. Darum werkelt in meinem „Homelab“ kein einzelner Server mehr, sondern ein Proxmox Cluster mit 3 Knoten. Dieser stellt virtuelle Maschinen und Linux Container (LXC) für Home-Assistant, Nextcloud und andere Anwendungen zur Verfügung.

Zwei der Server (ernie & bert) wurden mit einem „Konvolut“ aus vorhandener Hardware realisiert (ASUS Prime A320I-K Mini-ITX Mainboard mit AMD Ryzen 3 3200G APU), der dritte (grobi) verwendet ein ASUS Prime N100I-D D4 Mainboard mit Intel N100 CPU on-board.

Alle Rechner verwenden ein 19“ 1,5HE Gehäuse mit Netzteil von Inter-Tech. Als Boot-Medium kommt eine NVMe SSD zum Einsatz, die Nutzdaten liegen in einem ZFS-Mirror mit 4 TB Kapazität.

Zielsetzung

Für das Upgrade wurde der Fokus nun auf folgende Punkte gesetzt:

• moderater Zuwachs an Leistung
• stabiler oder sinkender Energiebdarf
• hohe Weiterverwendung vorhandener Komponenten
• angemessener Preis

Bzgl. des angestrebten Preis- / Leistungsverhältnisses sei erwähnt, dass es sich um ein Hobby-Projekt handelt und aktuell keine Enterprise-Hardware zum Einsatz kommt. Kein Server-Mainboard, kein ECC-RAM, keine Enterprise SSD oder HDD.

Neues Mainboard: CWWK CW-TGL-NAS

Nach einiger Recherche wählte ich ein Mainboard des chinesischen Anbieters ChangWang Technology (CWWK) aus, konkret das 11th Generation Core i5-1135G7 Six-Bay NAS Board.

Unverändert keine echte Server-Hardware, aber dennoch ein Upgrade zum IST-Stand, wie folgende Tabelle zeigt:

Die i3-1115G4-Variante kam wegen 2C/4T nicht infrage. Auf die noch potentere i7-1165G7-Version habe ich verzichtet, da mein Setup von einem noch höherem Takt und einer besseren Grafikeinheit (Intel Iris Xe) nicht profitiert.

Das Board in der i5-1135G7-Barebone-Version kostete direkt bei CWWK ca. 244 EUR (271 USD), der Transport aus China dauerte ca. 8 Tage und war lückenlos nachvollziehbar.

Der Versand erfolgt in minimaler Verpackung, auch der Inhalt ist auf das Nötigste reduziert: Board, I/O-Blende und Schrauben. Die Intel CPU ist mit einer massiven Kupferplatte belegt, die später den Kontakt zum Kühlkörper mit Lüfter (s.u.) herstellt.

Speicher, Kühler und weiteres Zubehör für das CW-TGL-NAS

Etwa der gleiche Betrag wie für das eigentliche Mainboard fiel für die notwendigen Komponenten an:

• Noctua NH-L9i „low-profile“ CPU-Kühler (wg. des 1,5 HE Gehäuses)
• 32GB DDR4 3200 SODIMM RAM (Kit)
• SFF8643-zu-SATA-Kabel

Wegen der bizarren Preise auch für DDR4 RAM habe ich (zunächst) auf 64GB „Vollausbau“ verzichtet. Gehäuse und Netzteil, sowie NVMe (Crucial P3) und SATA-HDDs (WD RED) konnten übernommen werden.

Umbau

Der Umbau gestaltete sich äußerst einfach, da die mechanischen Rahmenbedingungen unverändert blieben: Mini-ITX mit ATX-Netzteil.

NVMe-SSD und die SATA-HDDs konnten entsprechend beim Zusammenbau der neuen Mainboards übernommen werden, dann RAM einsetzen und Lüfter montieren – fertig.

Tatsächlich kam es hier zur einzigen Herausforderung mit dem CWWK-Mainboard: Auf einem der insgesamt drei Mainboards war an einem der jeweils zwei M.2 Steckplätze, die Halteschraube dermaßen fest gezogen, dass sie nur mit einer Zange gelöst werden konnte.

Nach dem Ausbau der „alten“ Mainboards und Tausch der I/O-Blende konnte der Einbau des CW-TGL-NAS vorgenommen werden. Auch das Anschließen war problemlos, da alle Pfostenleisten beschriftet und gut zu erreichen sind. Die Belegung des Front-Panel-Headers folgt dem Standard, so dass auch ohne Handbuch Power- und HDD-LED, sowie Power- und Reset-Taster auf Anhieb korrekt angeschlossen wurden.

Zeitaufwand pro Rechner: Ca. 20min.

Inbetriebnahme

Beim allerersten Start des Mainboards (bzw. nach einem CMOS-Reset) dauert es mehrere Sekunden, bis sich das BIOS meldet. Darauf wird seitens CWWK auch hingewiesen.

Glücklicherweise liegt das Video-Signal auch am USB-C-Port des Boards an, so dass ich lediglich Strom und das USB-C-Kabel meines Samsung S27A600UUU anschließen musste.

Welche BIOS-Einstellungen wurden geändert?

Das BIOS des Boards ist unglaublich umfangreich, tatsächlich kann ich mit den wenigsten Einstellungen etwas anfangen. Daher habe ich mich auf folgende Punkte beschränkt:

1. Unter Advanced -> ACPI Settings -> „Enable ACPI Auto-Configuration“ wähle ich [Enabled]
2. unter Chipset wird der automatische Start nach Anlage bzw. Rückkehr von Netzstrom durch Setzen von „State After G3“ auf „[S0 State]“ aktiviert
3. da der diskrete JBM585-Chip für den SAS-Port sich leider weder deaktivieren lässt, noch Stromspar-Modi unterstützt, wird nur er via SFF-8643-Adapter (s.o.) verwendet. Die onboard-SATA-Ports werden unter Chipset -> SATA And RST Configuration -> „SATA Controller(s)“ via „[Disabled]“ deaktiviert
4. die für den Betrieb als „headless“-Server nicht-genutzte Audio-Komponente wurde unter Chipset -> HD Audio Configuration -> „HD Audio“ ebenfalls „[Disabled]“

An dieser Stelle ein kurzer Hinweis bzgl. des Supports durch CWWK: Ich hatte auf Anhieb nicht die Einstellung für den automatischen Start nach Stromausfall gefunden und eine entsprechende Frage über den Chat auf der CWWK-Homepage gestellt. Ca. 6 Stunden später wurde meine Frage beantwortet, mit einem eigens angefertigten Video zur Navigation durch das BIOS zur entsprechenden Option.

Bemerkenswert!

Debian Linux / Proxmox

Ebenso reibungslos wie der Umbau ging die Inbetriebnahme der Server vonstatten. Trotz Wechsel der Plattform (AMD zu Intel) booteten sowohl Proxmox, als auch alle virtuellen Maschinen und LXC ad hoc.

Nur bei grobi war eine Änderung des Netzwerk-Interface-Namens notwendig (enp5s0), bei den anderen Knoten nicht.

Da ich jeweils nur einen Server zu einer Zeit umgebaut habe, blieb der Cluster zu jeder Zeit intakt und es gab keine Service-Unterbrechung.

Fazit

Das Mainboard CW-TGL-NAS von CWWK erfüllt meine Anforderungen vollumfänglich und hat noch Reserven für weitere Upgrades. Es arbeitet zuverlässig und unaufällig unter Proxmox VE 9 bzw. der technischen Basis Debian Linux 13 mit Linux Kernel 7.0.

Nach dem Upgrade aller Knoten bietet nun jeder Knoten eine sparsame 4C/8T APU, sowie – unverändert – 32GB RAM und 8TB HDD Storage (4TB ZFS-Mirror). Dabei hat sich der Energiebedarf des gesamten Racks (mit Modem, Router, PoE-Switches, etc.) von rund 170 Watt auf 165 Watt reduziert.

Die Steigerung der Netzwerk-Interfaces von jeweils 1x GbE auf 4x 2,5 GbE wird für dedizierte Netzwerke für ZFS-Replikation und Cluster-Kommunikation (Corosync) genutzt. Hier kam es zuletzt zu Timeout-Problemen, wenn Zugriffe, Replikation und (externer) Backup gleichzeitig stattfanden.

Der Bestellprozess und die Interaktion mit CWWK waren einwandfrei und schnell. Wer 8-10 Tage warten kann, spart durch die Bestellung beim Hersteller gegenüber bereits importierten Boards auf Amazon oder Ebay circa 60 EUR pro Stück.

Die bisherige Hardware ist unverändert brauchbar und wird seinen Weg zu Ebay finden. Dank der aktuellen, absurden Hardware-Preise komme ich evtl. sogar kostenneutral aus der Sache. Die Versteigerung des Asus N100-Boards hat jedenfalls 50% mehr als der Neupreis(!) aus 2025 ergeben.

Danke, KI!

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Ich habe vor einiger Zeit beschlossen, einen spiele-tauglichen PC durch eine Playstation 5 und ein „Arbeitsgerät“ zu ersetzen. Nach diversen Versuchen hat letztendlich ein „Familien-Laptop“ diese Funktion übernommen. Doch jetzt wurde dieser ins Studium mitgenommen und steht mir nicht mehr zur Verfügung.

Vieles lässt sich sicherlich via Mobiltelefon realisieren, aber für einige Dinge sind ein großer Bildschirm, Tastatur und Maus immer noch im Vorteil, zum Beispiel Office, Heim-Automatisierung oder gelegentliches Programmieren.

Für diese Anwendungsfälle stellt der Minisforum UM690L Slim mir mehr als genug Leistung zur Verfügung, mit einem unschlagbaren Vorteil: 1-Kabel-Lösung.

Hardware

Kernstück des Minisforum ist eine AMD Ryzen 9 6900HX Mobile CPU mit 8 Kernen und Multi-Threading (8C/16T). Sie taktet mit bis zu 4,9 GHz und beinhaltet eine Grafikeinheit.

16GB DDR5 Hauptspeicher von Crucial (CT16G48C40S5.M8A1) und eine 512 GB NVMe SSD, sowie WIFI 6E (MediaTek MT7902) komplettieren den Build. Allerdings verzichte ich auf WIFI und verwende den 2,5 GbE Anschluß mit Realtek-Chip.

AMD Radeon 680M

Verzichten muss man übrigens auch auf „serious gaming“. Die AMD Radeon 680M CPU ist für einfache oder ältere Spiele geeignet, aber das von mir schmerzlich vermisste (weil nicht für Playstation verfügbare) Valheim kommt selbst mit niedrigen Details und 1080p kaum über 20 FPS hinaus.

Gekauft habe ich den Minisforum UM690L Slim als „refurbished“ Produkt direkt bei Minisforum. Mit 16 GB Speicher, 512 GB SSD und abzgl. diverser Gutscheinen waren 284 EUR fällig. Vertretbar, wie ich finde, der UVP für ein Neugerät liegt aktuell bei 419 EUR mit 16GB RAM & 1TB SSD.

Zumal das Gerät in gutem Zustand ist. Auf der Oberseite befinden sich ein paar Spuren und die Gummifüße der Unterseite wurden wohl schonmal entfernt. Die mussten für diesen Post eh runter, sonst kommt man nicht ins Gehäuse.

Merkwürdig sind nur die Fusseln (oder Wimpern ) auf dem Wärmeleitpad der SSD. Kann man aber ersetzen (das Pad, nicht die Fusseln).

Apropos Ersatz: Die NVMe SSD von Airdisk (APF10-512G) verwendet PCI 3.0. Das Board kann lt. Spezifikation 2x PCIe 4.0, sogar als RAID. Hier könnte man noch etwas Performance rauskitzeln – wenn man es braucht. Bis zu 96GB RAM sind übrigens möglich.

Der Minisforum UM690L Slim kommt mit einem relativ kompakten 120 Watt-Netzteil, welches aber nicht zum Einsatz kommt. Denn – und das war mir wichtig – der einzige USB-C-Port bietet „vollwertiges“ USB4, kann also Video/Audio/Daten übertragen und Strom empfangen.

In Verbindung mit meinem Monitor (Samsung LS27A600U) reicht somit ein einziges USB-C-Kabel zwischen Monitor und PC für alles. Tastatur, Maus, etc. sind an den integrierten Hub des Monitor angeschlossen.

Software

Der UM690L Slim kommt mit vorinstalliertem Windows 11 Pro, die Lizenz ist im BIOS hinterlegt und lässt sich ohne Probleme verwenden. Von anderen Herstellern bekannte Bloatware war nicht installiert.

Da ich alle meine Daten, Kontakte und Kalender in Nextcloud speichere, war die Migration auf den UM690 in wenigen Minuten erledigt. Für die Synchronisation in Microsoft Outlook empfehle ich übrigens Outlook Caldav Synchronizer.

Fazit

Mein wie immer persönliches und spezifisches Fazit fällt positiv aus. Der Minisforum UM690L Slim ist leistungsstark, kompakt und die 1-Kabel-Lösung ist ein absoluter Pluspunkt.

Meine Anwendungsfälle sind vollständig abgedeckt, wobei ich weder Large Language Models auf dem PC laufen lasse, noch spiele.

Kritisieren darf ich den Lüfter, die im Video (s.u.) demonstrierte Ruhe stellt sich bei mir nicht ein, der Lüfter ist immer hörbar und auch prägnant. Allerdings wird er unter Last nur unwesentlich lauter.

Der UM690 darf jetzt mindestens 1 Jahr bleiben und wird dann einer anderen Verwendung zugeführt, dann kann ich wieder einen Laptop übernehmen. Mit 2 Slots und NVMe RAID im BIOS könnte er eine Position in meinem Proxmox Cluster einnehmen. Oder eBay.

Video

Abschließend noch ein empfehlenswertes Video (engl.) bei YouTube. Es geht nicht nur auf den Minisforum 690L Slim ein, sondern vergleicht ihn auch gegenüber vielen anderen Mini-PCs.

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Szenario A: Cluster Compute Node

Als richtiger IT-Nerd habe ich natürlich ein Homelab. Konkret werkeln zwei Rechner als Cluster auf Basis Proxmox VE. Dazu dient ein Raspberry Pi als „QDevice“, um im Falle einer Wartung oder Störung festzustellen, welche Cluster-Knoten noch aktiv sind. Ein QDevice stellt aber keine Rechenkapazität zur Verfügung, darum sollte ein Mini-PC als 3. Knoten in den Cluster ziehen, Rechenleistung beisteuern und das QDevice obsolet machen.

Der GMKtec NucBox G5 N97 wurde auf Amazon für ca. 150€ angeboten. Mit Intel N97 CPU, 12 GB RAM und 256 GB SSD ist er gegenüber den anderen Knoten bzgl. Speicher und Storage zwar unterlegen, aber die Intel N97 CPU ist den AMD Ryzen 3 3200G der anderen Knoten ebenbürtig. Und mit einem (einstellbaren) Thermal Design Power (TDP) von 8-15 Watt im Stromverbrauch deutlich unter den 65W TDP der AMD CPUs.

Um es kurz zu machen: Die gestellte Aufgabe als „Compute-Knoten“ im Cluster hat der G5 einwandfrei erfüllt. Die Installation von Proxmox VE 9, die Aufnahme in den Cluster und der Betrieb von virtuellen Maschinen liefen völlig reibungslos. Die Rahmendaten des G5 reichen für Services wie Home Assistant oder WordPress (für diesen Blog) völlig aus.

Für Nextcloud oder Photoprism ist die 256 GB SSD aber zu klein. Da aufgrund der winzigen Abmessungen des G5 auch nur 2242 M.2 SSDs möglich sind, wird es bei mehr Speicherbedarf schnell teuer. Außerdem gibt es nur einen M.2 M-Key Slot. Spiegelung von 2 SSD als RAID ist damit unmöglich.

Szenario B: Office & Internet-PC

Also habe ich den G5 für seinen eigentlichen Anwendungsfall vorbereitet: Als winziger, hinreichend dimensionierter und performanter Arbeitsplatz für Office und Internet. BIOS zurückgesetzt, Windows 11 re-installiert (Produktschlüssel ist im BIOS/UEFI hinterlegt) und ins WLAN aufgenommen.

Das Ergebnis ersprach vollumfänglich den Erwartungen. Der G5 ist leise und erfüllt die Aufgaben eines Office PCs zuverlässig und unauffällig. Die N97 CPU kommt (in diesem Szenario) niemals an ihre Grenzen, 12 GB RAM (festverlötet) und 256 GB SSD Speicher sind absolut ausreichend. An einem 4K Monitor angeschlossen, konnte auch die interne Grafikeinheit mit YOUTube und anderen Quellen nicht ins Schwitzen gebracht werden. Spiele jedoch habe ich – da abseits des Szenarios – nicht getestet.

Ergebnis: eBay

Warum geht der G5 letztendlich in den Wiederverkauf zu eBay und warum ist das nicht dem Gerät anzulasten?

Nun – den G5 als Compute Node im Cluster einzusetzen ist zwar technisch abbildbar und der geringe Stromverbrauch von Vorteil, aber die Ressourcen des G5 und seine mangelnde Erweiterbarkeit reduzieren die Einsatzszenarien, gerade bei virtuellen Maschinen. Allerdings ist der G5 dafür auch nicht gemacht. Wie man auf dem Bild oben erkennt, wurde inzwischen ein vollwertiger, 3. Knoten zusammengestellt.

Den Anspruch ein kleiner und diskreter Office PC zu sein, der auch bei großen Dokumenten, Multimedia-Wiedergabe und (vermutlich) einfachen Spielen nicht in die Knie geht, erfüllt der GMKtec NucBox G5 vollumfänglich. Allerdings habe ich dafür keinen Bedarf, dank hinreichend Arbeitsplatz-Rechnern im Zugriff.

Es bleibt also Festzuhalten, der der GMKTec NucBox G5 gemäß seiner Spezifikation als Office PC sehr gut funktioniert. Leistung und Anschlußmöglichkeiten sind ausreichend, Strombedarf und Lautstärke moderat.

Mein größter Kritikpunkt am G5 ist der USB-C-Port, der ausschließlich der Stromversorgung dient (über das mitgelieferte Netzteil). Besitzt man einen Monitor, der einen vollwertigen USB-C-Anschluß inkl. Power Delivery bereitstellt, bringt das beim G5 leider gar nichts. Es sind mindestens USB-C-Netzteil, USB-Hub bzw. -Tastatur/-Maus und HDMI-Kabel zu verbinden.

Außerdem wissenswert: Die USB-Anschlüsse des GMKtec NucBox G5 liefern nur minimal Strom an angeschlossene Peripherie. Eine 2,5“ HDD im USB-Gehäuse kann noch bedient werden, eine 2. an einem anderen Port setze immer wieder aus.

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Es sah wirklich gut aus: Optisch und leistungstechnisch war der Minisforum EliteMini TH80 ein würdiger (wenn auch abgespeckter) Kandidat zur Ablösung meines „all-purpose“ Midi-Tower PCs auf AMD Ryzen 5-Basis. Dafür musste der Spieltrieb zwar vollständig auf die bereits vorhandene PlayStation 5 verlagert werden, aber im Gegenzug sollten Platz auf dem Schreibtisch und vor allen Dingen Ruhe Einzug halten.

Leider wurde gerade diese Ruhe nicht erreicht. Oder zumindest nicht dauerhaft. Ohne Zweifel – der Lüfter des TH80 war zu jeder Zeit leiser als CPU, GPU und Gehäuselüfter meines vorherigen PCs. Aber dafür wechselte er ständig die Geschwindigkeit – und damit Frequenz. Außerdem kam es immer wieder zu spontanem und scheinbar unbegründetem Hochdrehen nebst entsprechender Geräuschkulisse.

Darum war eine weitere Runde fällig – hoffentlich die letzte.

Intel NUC12WSKi5 Slim

Die Wahl fiel auf einen Intel Next Unit Of Computing (NUC) Mini-PC. Genauer auf den Intel NUC 12 Pro Mini PC NUC12WSKi5 (Produktseite). Wie man der kryptischen Bezeichnung entnehmen kann, handelt es sich um einen NUC mit einer CPU der 12. Generation, genauer der Core i5-1240P.

Die CPU verfügt über 4 sog. „Performance Cores“ und 8 „Efficiency Cores“. Dabei bieten die Performance Cores Hyper-Threading, so dass der i5-1240P sich mit 12 Cores / 16 Threads ausweist.

Innenleben des Intel NUC12WSKi5

In zwei Slots können bis zu 64 GB DDR4-3200 SODIMM installiert werden. Als Massenspeicher können M2 NVMe PCIe 4.0 2280 (M-Key) und M2 SATA6 2242 (B-Key) SSDs verwendet werden. Ab Werk verbaut sind WiFi und Bluetooth als Intel Wi-Fi 6E AX211 Karte (M.2 2230 E-Key).

Aufgrund identischer Spezifikationen konnte ich das 16 GB DDR4-3200 Kit von Crucial und die Crucial P5 Plus 500 GB SSD aus dem EliteMini TH80 übernehmen. Erneute Installation oder Aktivierung von Windows waren nicht notwendig.

Aufgefallen ist mir direkte Zugänglichkeit aller Sockel. Es reicht die Unterseite an 4 Schrauben zu lösen und sofort liegen RAM und M2 Sockel vor einem. Die Schrauben sind außerdem gesichert und verbleiben im demontierten Unterteil.

Äußeres des Intel NUC12WSKi5

Der Aufbau ist nochmal kompakter als der des Minisforum TH80. Die Kantenlänge beträgt 11,7 x 11,2 cm, die Höhe bleibt unter 4cm. Das Gehäuse ist dabei vollständig in Schwarz gehalten, die Oberseite matt. Der NUC kann via beigefügter Adapterplatte an einem VESA-Mount hinter einem Bildschirm oder Fernseher montiert werden.

Die Anordnung der Anschlüsse kommt mir persönlich sehr entgegen. Die beiden USB-C-Ports (mit Thunderbolt 4) liegen an der Rückseite, beide unterstützen Video-Out (USB Alternate Mode), so dass in Summe 4 Displays angesteuert werden können.

Somit kann das USB-C-Kabel des Monitors an der Rückseite des Gerätes verlaufen. Dort befinden sich auch 2 HDMI-Ausgänge, der 2,5 GbE RJ45 Anschluss, sowie 2 weitere USB-A-Ports (USB 2.0 und USB 3.2).

Die Vorderseite ist sehr reduziert. Neben den beiden USB-A-Ports (USB 3.2) und dem 3,5 mm Klinkenstecker befindet sich dort nur noch der Ein-/Aus-Schalter. An der linken Seite gibt es außerdem eine Aufnahme für ein Kensington-Schloss.

Leistung

Unverändert gilt, dass der neue Mini-PC für Office, Internet und Programmierung verwendet werden soll. Opulente Spiele oder rechenintensive Anwendungen stehen nicht auf der Agenda. Und so kann auch für den Intel NUC festgehalten werden, dass mehr als ausreichend Leistung für die angedachten Aufgaben vorhanden ist.

Es fällt jedoch auf, dass der Intel Core i5-1240P gegenüber dem Intel Core i7-11800H des Minisforum EliteMini TH80 abfällt. Der i5 hat eben nur 4 „Performance Cores“, der i7 hat 8. Außerdem takten alle Kerne mit bis zu 4,6 GHz, gegenüber 4,4 GHz des i5. Die Efficiency Cores erreichen sogar „nur“ 3,3 GHz. Und der mit 12 MB nur halb so große Cache trägt sicherlich auch seinen Teil bei.

Umso erstaunlicher, dass sich der i5-1240P im Cinebench R23 Test oberhalb von 9.000 Punkten einsortiert, während der i7-11800H unter 8.400 bleibt.

Fazit

Auch zum Intel NUC12WSKi5 erlaube ich mir ein persönliches Fazit. So viel sei gesagt – es fällt ebenfalls gemischt, aber mit positiver Tendenz aus.

Wie auch der TH80 erfüllt der NUC12WSKi5 die an ihn gestellten Anforderungen. In erster Linie ist das eine ausgewogene Balance zwischen Leistung, Platzbedarf und Lautstärke. Der Lüfter ist auch hier hörbar, aber er kommt deutlich öfter zum Stillstand bzw. dreht bei Belastung nicht hektisch hoch. Auch ist die Frequenz niedriger als beim Minisforum TH80, was ich als angenehmer empfinde.

Bei der Leistung fällt der verbaute i5-1240P gegenüber dem i7-11800H des TH80 in Benchmarks etwas ab. Im Alltag ist davon aber nichts zu spüren. Spielen ist mit dem NUC genauso unmöglich wie mit dem TH80. Die integrierte Iris Xe Grafikeinheit versagt genauso wie die UHD620 Einheit im i7.

Ausdrücklich positiv bewerte ich die geringeren Ausmaße, sowie die leichte Montage von RAM und SSD. Erneut erwäge ich die Montage des PCs hinter meinem Bildschirm (Samsung S27A600UUU). Mit dem Minisforum TH80 war dies nicht möglich, da er die rückseitigen USB-Anschlüsse des Monitors verdeckte.

Leider kann der Intel NUC12WSKi5 nicht via USB-C mit Strom versorgt werden. Der Einsatz des mitgelieferten Netzteils ist also auch hier unvermeidlich. Allerdings fällt dieser Umstand optisch weniger ins Gewicht, da alle relevanten Anschlüsse an der Rückseite des NUC sitzen (also Strom und USB-C).

Insgesamt bleibt ein positiver Eindruck und der Intel NUC 12 Pro Mini PC NUC12WSKi5 bekommt seine Chance. Der Minisforum Elite Mini TH80, der ebenfalls gute Leistung bei geringen Abmessungen liefert, aber (neben meinem Tinnitus) meine Ohren malträtiert, ging zu eBay.

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Eigentlich bin ich PC-Spieler, gerade Ego- oder First-Person-Shooter machen mit Maus und Tastatur einfach mehr Spaß als mit dem Controller. Doch mit zunehmendem Alter und nachlassender Reaktionsfähigkeit wird das Casual Gaming an einer Playstation immer attraktiver.

Für den PC im Arbeitszimmer bestand somit kein Zwang mehr für ein Upgrade, gleichzeitig war das aktuelle Setup für einen Office-PC deutlich überdimensioniert und entsprechend zu leistungshungrig und zu laut. Eine Alternative musste her, die folgenden Kriterien genügt:

• kompakt, wie ein Mac Mini oder Intel NUC
• leise, am besten lüfterlos
• ausreichend Leistung für Microsoft Office, Internet, ein wenig Bildbearbeitung und Java Programmierung

Minisforum Elite Mini TH80

Nach einiger Recherche stand schnell ein Kandidat für den Erwerb fest: Der Minisforum Elite Mini TH80 mit Intel® Core i7-11800H Prozessor. Gekauft für 429 EUR (und deutlicher Wartezeit) im eigenen Store, als Barebone, also ohne Speicher und SSD.

Komplettiert wurde der TH80 durch ein 16GB DDR4-3200 Kit von Crucial und eine 500GB NVMe PCIe 4.0 M2 SSD von Crucial. Ein WLAN/Bluetooth-Modul ist bereits an Board.

Der Gesamtpreis lagt bei rund 550 EUR. Das entspricht in etwa dem Upgrade-Preis für meinen bisherigen PC, abseits der teilweise irren Preise für Grafikkarten.

Innenleben des Elite Mini TH80

Die CPU im Elite Mini TH80 ist verlötet und nicht wechselbar. WiFi6 und Bluetooth 5 werden über eine wechselbare Intel AX210 (Produktseite) realisiert. Die notwendigen Antennen sind im Gehäuse.

Insgesamt können bis zu 64GB RAM im SODIMM-Format und bis zu zwei M2 2280 SSDs verbaut werden. Die Spezifikationen reden hier etwas schwammig von „M.2 2280 NVMe PCIe x4 SSD (Keine Kapazitätsgrenze)“ und „M.2 2280 SSD PCIe4.0 Steckplatz×1“. Ob es einen wirklichen Unterschied zwischen beiden Steckplätzen gibt, kann ich leider nicht prüfen.

Der Einbau ist nicht weiter schwierig und etwas versteckt auf der Minisforum Support-Seite auch bebildert:

• zunächst muss eine dünne Plastikabdeckung mittels eines geeigneten Werkzeugs (aus Holz oder Plastik) abgelöst werden. Sie ist verklebt, darum beim Ablegen auf die nicht-klebende Seite legen
• anschließend sind 4 Schrauben zugänglich, mit welchen die eigentliche Unterseite des Minisforum Elite Mini TH80 geöffnet werden kann.
• dann können ohne weitere Demontage bis zu zwei M2 2280 SSDs verbaut werden
• für die Montage der beiden SODIMM Speichermodule muss zusätzlich der Lüfter demontiert werden. Klingt aufwendig, ist aber nicht weiter schwierig und wird ja auch nicht häufig gemacht.

Der Lüfter ist durchaus hörbar. Auf dem Schreibtisch stehend ist ständig ein niederfrequentes Summen wahrnehmbar, vergleichbar einem Staubsauger 2-3 Räume weiter.

Äußeres des Elite Mini TH80

Mit 182×177×36mm ist der Elite Mini TH80 Im Vergleich zu einem Intel NUC deutlich größer (aber flacher). Im Vergleich zu einem MacMini etwas kleiner und flacher.

Er kann liegend verwendet werden, Der aufrecht-stehende Betrieb ist durch die Anschlüsse und Lüfteröffnungen nicht möglich. Alternativ ist die Montage hinterm Monitor per mitgelieferter VESA 100×100 und 75×75 Platte möglich, dabei steht das Gehäuse aber über die Grenzen der Adapter-Platte hinaus.

An der Vorderseite befinden sich ein USB Typ-C Anschluss, ein USB 3.2 Typ A Anschluss, sowie eine „Headset“-Buchse und die Power-LED.

An der Rückseite befinden sich vier weitere USB 3.2 Typ-A Anschlüsse, ein 2.5GbE RJ45 Anschluss, sowie je ein Display-Port und ein HDMI Anschluss. Außerdem ist hier der Anschluss für das mitgelieferte Netzteil.

Im Gegensatz zur Vorderseite gibt es hier dedizierte Anschlüsse für Kopfhörer und Mikrofon. Der Ein-/Aus-Taster, die Aufnahme für ein Kensington-Schloss und der versenkte CMOS-Clear Taster komplettieren die Rückansicht.

Leistung

Wie in der Einleitung beschrieben, wurde der Minisforum TH80 als Office und Programmier-PC angeschafft, zum Spielen soll nur noch die Playstation 5 zum Einsatz kommen.

Die Office-, Internet- und Programmieraufgaben erledigt der kleine PC mühelos. YouTube Videos in WQHD (2560×1440) laufen ruckelfrei, Surfen auf Internet-Seiten sowieso. Auch das Entwickeln und Bearbeiten von 20MP RAW-Fotos mit Affinity Foto 2 geht zügig von der Hand.

Bei der Programmierung und Übersetzung kleinerer Java bzw. Spring Boot-Projekte erkenne ich keine nennenswerten Verzögerungen, auch der Bau von Linux-Containern geht zügig vonstatten.

Insgesamt entspricht die Leistung meinen Erwartungen an eine mobile CPU. Im Task-Manager kann man z.B. bei Cinebench gut erkennen, dass die Skalierung entsprechender Aufgaben über alle Kerne gut funktioniert.

Desaströs ist die Performance der integrierten Intel UHD GPU. Spiele aus der Steinzeit, wie Counter Strike: Source oder Minecraft laufen gut, aber das leidlich moderne Valheim lässt sich nur mit deutlich reduzierter Auflösung (720p) überhaupt über 20 FPS bringen. Nun gut – zum Spielen soll ja nur noch die PS5 zum Einsatz kommen.

Fazit

Mein persönliches Fazit zum Minisforum Elite Mini TH80 vor dem Hintergrund des Einsatzes als Office-PC fällt gemischt aus.

Zum einen erfüllt der TH80 die an ihn gestellten Anforderungen im Wesentlichen: Er ist kompakt, recht leise und ausreichend schnell. Wer einen potenten Office (oder Media-PC) sucht und nicht in einer sehr leisen Umgebung arbeitet, der ist mit dem TH80 gut und relativ günstig bedient.

Zum anderen gibt es jedoch Kritikpunkte, die sich zu einem gewissen Unbehagen summieren:

• der Lüfter ist nicht so unhörbar wie erwartet, auch die ständig wechselnde Geschwindigkeit nervt.
• Spielen geht gar nicht. Das war zwar auch nicht geplant, aber ich dachte dennoch das eine Embedded GPU aus Mitte 2021 mehr kann.

Der USB Typ-C Anschluss an der Vorderseite verschenkt gleich zwei Möglichkeiten:

• zum einen kann der Minisforum Elite Mini TH80 über diesen Port nicht mit Strom versorgt werden. Der Einsatz des mitgelieferten Netzteils ist unvermeidlich.
• zum anderen sollte der Port an der Rückseite des Gehäuses sitzen, denn neben dem Stromanschluss ist dies (bei entsprechend ausgestattetem Monitor wie meinem Samsung S27A600UUU) die einzige Verbindung, die der TH80 mit der Peripherie benötigt.

Als Konsequenz verwende ich jetzt eine Kombination aus USB-A-auf-USB-C-Kabel zur Nutzung des USB-Hubs im Monitor und dediziertem HDMI-Kabel. Das führt jedoch zu ständigen Warnungen in Windows („Die Anzeigeverbindung ist möglicherweise eingeschränkt„).

Abschließend sei noch die kostenlose Ambiente-Beleuchtung erwähnt, welche durch RJ45 LEDs und Power LED realisiert wird, und für ständige Ablenkung sorgt.

Der Beitrag Minisforum Elite Mini TH80 erschien zuerst auf dahlen.org.

Niemals vorher habe ich ein so komfortables Auto gefahren, welche entspannte Langstrecken für 4 Personen ermöglicht und gerade eben noch „kompakt“ genug für die Stadt ist. Antrieb, Optik, Haptik, Infotainment, die Sprachsteuerung und die gesamte Verarbeitung sind auf höchstem Niveau. Gleiches gilt für den BMW Service, der stets freundlich, kompetent und hilfsbereit war (gilt vielleicht nur für Flottenkunden).

Elektro und Benzin – eine gute Kombination

Die beiden Antriebe harmonieren perfekt miteinander. Der E-Motor ist druckvoll aus dem Stand, obwohl er „nur“ 100PS hat und über 2t Masse bewegen muss. Der Benziner übernimmt bei Bedarf ab 90km/h (oder bei leerer Batterie) und der Vortrieb endet erst bei rund 245km/h. Das ganze ohne Ruckeln oder manuellen Eingriff, man merkt letztlich nur an der Display-Anzeige, welche Antriebsart gerade aktiv ist.

Tatsächlich sind aber geringere Geschwindigkeiten zwischen 120 und 160km/h die Domäne eines solchen Fahrzeugs. Mit Abstands- und Lenk-Assistent lässt es sich vorzüglich im Verkehr mitschwimmen. Und selbst Stau-Phasen werden dank weitgehend autonomer Handhabung durchs Auto „angenehmer“.

Dank staatlicher Förderung und Zuschüsse vom Arbeitgeber bin ich recht früh und günstig an eine Wallbox am Haus gekommen, welche täglich genutzt wurde. Davor kam das „Bricket“ an der Schuko-Steckdose zum Einsatz.

Geladen wurde jedenfalls immer. Konfiguriert war das Auto auf „max. eDrive“, d.h. es fährt rein elektrisch (max. 140km/h) bis die Batterie leer ist. Erst dann wird der Verbrenner angeworfen. Bei längeren Strecken, die nicht ausschließlich elektrisch erreichbar waren, wurde auf „Auto eDrive“ gewechselt, wo mit aktiver Navigation die Ladung zwischen Start und Ziel verteilt wurde – denn beide Punkte sind in der Regel in einer Stadt.

Die Reichweite des PHEV (zwischen 33 km im Winter und 60 im Sommer) war ausreichend, um 18.000 von rund 50.000km rein elektrisch zu fahren. Der Verbrauch an fossilem Kraftstoff wird nach 3 Jahren („ab Werk“) mit 5,3l/100km angegeben. Der Verbrauch elektrischer Energie mit 24kWh/100km – recht viel, aber letztendlich plausibel.

Elektro und Benzin – ein Antrieb zuviel

Mein Fazit zum Auto ist also durchaus positiv. Die PHEV Technologie war für mich ein guter Weg Erfahrung (und Spaß) mit Elektro-Mobilität zu sammeln. In der Stadt oder näheren Umgebung war ich ausschließlich elektrisch unterwegs. Auf längeren Strecken wirkte sich die geringe Batteriekapazität aus und so kam über die gesamte Laufzeit zu 64% der Verbrenner ins Spiel. Wohlgemerkt – bei meinem Bewegungsprofil und zu Corona-Zeiten.

Mit ein wenig mehr elektrischer Reichweite (ca. 100km) und schnellerem Laden (statt max. 3,6kW) hätte sich dieser Anteil deutlich zugunsten des E-Motors verschoben. Faktisch wäre der Verbrenner nur noch bei Fahrten mit 300-400km „am Stück“, z.B. in den Urlaub zum Einsatz gekommen.

Doch – wenn man quasi alles mit einer Antriebsart erledigen kann (oder möchte), braucht es dann eine zweite, als „Backup“? Ich denke (inzwischen) nicht und darum habe ich für den neuen Dienstwagen eine Entscheidung getroffen: Es kommt nur eine Antriebsart zum Einsatz.

Danke PHEV, hallo BEV, hallo Polestar!

Der Beitrag BMW 530e iPerformance: Fazit nach 3 Jahren erschien zuerst auf dahlen.org.

Corona hat mich erwischt, mit mäßigen Auswirkungen. Und die M2 SSD in meinem Server ist „geplatzt“, mit deutlichen Auswirkungen. Und eine der beiden HDDs im RAID1 sagt ihren nahenden Tod via S.M.A.R.T.-Warnung voraus – zumindest das soll ohne Auswirkungen bleiben.

Eine unwillkommene Gelegenheit also dem RAID 1 zu unverminderter Stabilität (und einer Verdoppelung der Kapazität) durch den Tausch beider Festplatten gegen neue zu verhelfen. Und da dies nicht das erste Mal ist und sicher auch nicht das letzte Mal sein wird, diesmal mit Mitschrift.

Ausgangsituation

Mein Heim-Server verwendet (aktuell) Ubuntu 22.04 Server als Betriebssystem. Die beiden 2,5″ Seagate Barracuda Festplatten sind als /dev/sda und /dev/sdb eingebunden. Sie wurden aus dem inzwischen verkauften ASRock Desk Mini in den neuen 19″-Server übernommen.

Via Linux Software RAID wird ein RAID 1 /dev/md0 über die beiden Platten realisiert. Das ASUS A320I Mainboard unterstützt hot-plug, d.h. die Platten können im laufenden Betrieb abgezogen oder angesteckt werden.

Der Wechsel der Festplatten wird im laufenden Betrieb stattfinden. Ich beuge Datenverlusten durch regelmäßige, ausgelagerte und geprüfte Backups mit Borgmatic vor.

Warnung

Die im folgenden beschriebenen Schritte sind auf meine Hard- und Software-Konstellation ausgerichtet und haben dort fehlerfrei funktioniert. Dennoch kann selbst bei korrekter Ausführung das Risiko des Datenverlusts niemals ganz ausgeschlossen werden.

Das Nachvollziehen der hier beschriebenen Schritte geschieht auf eigene Gefahr!

Festplatte aus RAID entfernen

Zunächst gilt es eine der beiden Festplatten zu entfernen (hier: /dev/sda). Da diese vom RAID aktuell verwendet wird, muss sie zunächst als fehlerhaft markiert werden (es sei denn, sie ist es bereits):

$ sudo mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sda

Im nächsten Schritt wird die fehlerhafte bzw. als fehlerhaft markierte Festplatte aus dem RAID entfernt:

$ sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sda

Um das Entfernen der Platte vorzubereiten und die Identifizierung zu erleichtern, wird als nächstes die Platte in den Sleep-Modus geschickt. Bei SSDs ist dieser Schritt natürlich nicht notwendig:

$ sudo hdparm -Y /dev/sda

Und schließlich (aus reiner Vorsicht) melden wir die Platte noch im Kernel ab. Damit sollte das Entfernen nun sicher sein:

$ echo 1 | sudo tee /sys/block/sda/device/delete

Nun steht der physikalische Tausch der Platten an, den ich an dieser Stelle natürlich nicht im Detail beschreiben möchte. Ist die neue Platte eingebaut und wieder online, beginnt man mit der Anmeldung am RAID.

Festplatte in RAID aufnehmen

Da die neue Platte (3,5″ 4TB WD RED Plus) fabrikfrisch und ohne Initialisierung daherkam, musste zunächst eine Partitionstabelle angelegt werden, auch wenn die gesamte Platte ohne dedizierte Partitionen verwendet wird:

$ sudo cfdisk -z /dev/sda

Ist auch dies geschehen, kann die Platte – wie gesagt, als Ganzes – am RAID angemeldet werden:

$ sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sda

Die Linux RAID-Software beginnt nun mit der Synchronisierung der 2. Platte, d.h. im Wesentlichen werden die Informationen der verbliebenen „alten“ Platte (/dev/sdb) auf die neue (/dev/sda) übertragen.

Das nimmt einige Zeit in Anspruch und während dieser Zeit ist das RAID recht „empfindlich“, da bis zum Abschluß der Synchronisierung logisch nur eine Platte für das RAID zur Verfügung steht. Bei höheren RAID-Leveln (5,6) sieht das natürlich anders aus und bei RAID 0 ist mit dem Ausfall einer Platte eh „Schicht im Schacht“.

Über den Fortschritt der Synchronisierung kann (und muß) man sich immer wieder informieren. Ein Tausch der verbliebenen, „alten“ Platte /dev/sdb ist erst nach vollständiger Synchronisierung möglich und erfolgt dann analog zu den obigen Schritten.

Der Möglichkeiten zur Analyse lauten:

$ sudo mdadm --detail /dev/md0

bzw.

$ cat /proc/mdstat

Die Ausgaben zum ersten Befehl ist umfangreich, aber eher zusammenfassend, der relevante Wert befindet sich in „Rebuild Status“:

/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Apr  1 17:19:01 2022
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1953382464 (1862.89 GiB 2000.26 GB)
     Used Dev Size : 1953382464 (1862.89 GiB 2000.26 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent
     Intent Bitmap : Internal
       Update Time : Wed Nov 30 19:10:58 2022
             State : active, degraded, recovering
    Active Devices : 1
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 1
Consistency Policy : bitmap
    Rebuild Status : 32% complete
              Name : example:0  (local to host example)
              UUID : a3738222:357f6cb8:b4014413:62be2f37
            Events : 109210
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       2       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       3       8        0        1      spare rebuilding   /dev/sda

Der zweite Befehl führt zu einer kürzeren, aber detaillierteren Anzeige. Die Ausgabe sollte der folgenden ähneln, natürlich mit unterschiedlichen (und bei mehrfachem Aufruf ansteigenden) Angaben zum Fortschritt:

Personalities : [raid1] [linear] [multipath] [raid0] [raid6] [raid5] [raid4] [raid10]
md0 : active raid1 sdb[2] sda[1]
      1953382464 blocks super 1.2 [2/1] [U_]
      [>....................]  recovery =  0.2% (5148736/1953382464) finish=398.8min speed=81402K/sec
      bitmap: 5/15 pages [20KB], 65536KB chunk
unused devices: <none>

Nun heißt es Geduld zu haben, bis das Recovery abgeschlossen ist und der Wechsel der verbleibenen Platte nach dem gleichen Muster vollzogen werden kann.

RAID und Filesystem vergrößern

In meinem Falle wurden 2x2TB Platten gegen 2x4TB Platten getauscht. Entsprechend vergrößerte sich der für RAID1 zur Verfügung stehende Platz von 2TB auf 4TB. Dieses Mehr an Platz wird aber nicht automatisch genutzt. Fragt man den genutzten Speicher mittels mdadm ab, so werden nur 2TB berichtet.

$ sudo mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Apr  1 17:19:01 2022
        Raid Level : raid1
        Array Size : 1953382464 (1862.89 GiB 2000.26 GB)

Der folgende Befehl dehnt das RAID nun auf den gesamten, zur Verfügung stehenden Platz aus:

$ sudo mdadm --grow /dev/md0 --size max

Ein erneuter Aufruf von mdadm bestätigt die neue Größe:

$ sudo mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Apr  1 17:19:01 2022
        Raid Level : raid1
        Array Size : 3906886488 (3.64 TiB 4.00 TB)
[...]

Nur – so wie das RAID nicht unmittelbar den gesamten, verfügbaren Platz auf den Datenträgern verwendet hat, so nutzt auch das Filesystem auf dem RAID nicht ohne weiteren Eingriff den verfügbaren Platz, wie mittels df festgestellt werden kann:

$ df -h /srv
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/md0        1.8T  271G  1.5T  16% /srv

Aber auch das lässt sich beheben, mit dem entsprechenden Werkzeug des Filesystems. Da ich ext4 verwende, ist resize2fs das Mittel der Wahl:

$ sudo resize2fs /dev/md0
resize2fs 1.46.5 (30-Dec-2021)
Filesystem at /dev/md0 is mounted on /srv; on-line resizing required
old_desc_blocks = 233, new_desc_blocks = 466
The filesystem on /dev/md0 is now 976721622 (4k) blocks long.

Nochmal das Ergebnis mit df prüfen und fertig:

$ df -h /srv
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/md0        3.6T  271G  3.2T   8% /srv

Postskriptum

Im Nachhinein hat sich herausgestellt, dass der nahende Tod der installierten 2,5″ 2TB Seagate Barracuda-Platten ein Fehlalarm war, verursacht durch die tatsächlich endgültig zerstörte WD Green. Auf letzterer war leider das Betriebssystem installiert (non-raid). Fairerweise sei darauf hingewiesen, dass die WD Green Serie ausdrücklich nicht auf Dauerbetrieb ausgelegt ist. Grundsätzlich setze ich gerne auf Western Digitial und so wird als Ersatz in Kürze eine WD Red SA500 eingebaut.

Nach dem Ersetzen der SSD, dem Neuaufsetzen des OS und dem Einspielen des Backups waren auch die S.M.A.R.T.-Werte der „alten“ Platten wieder einwandfrei. Aber die Neuen waren halt schon geliefert, was will man machen …

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Dabei bleibt der Anwendungsfall unverändert: Die Auswertung und Steuerung von ca. 50 Zigbee-Geräten im Außenbereich der Dahlen-Mühle. Leuchtmittel, Sensoren und Steckdosen auf einer Fläche von über 10.000m², ohne direkten Zugang zum Internet und teilweise abseits einer dauerhaften Stromversorgung.

Hardware aktuell

Seinerzeit habe ich einen Raspberry Pi 4 und das Phoscon Raspbee II-Modul als Hardware-Plattform gewählt. Ziel war ein kompakter, unauffälliger Aufbau mit geringem Stromverbrauch. Dieses Ziel wurde erreicht, doch der Betrieb ist nicht frei von Problemen:

• die SD-Karte im Raspberry Pi 4 macht schlapp, obwohl es sich um eine Endurance-Version von Samsung handelt. Gleichzeitig ist es mir nicht auf Anhieb gelungen, den Raspberry von USB-Stick der -Disk zu booten (wie z.B. beim Raspberry Pi 3)
• die Raspbee II-Karte werkelt unsichtbar vor sich hin, aber (ich fürchte) ihre Bauform hat negativen Einfluss auf die Reichweite. Gleichzeitig fehlen ihr moderne Funktionen wie Touchlink
• trotz guter technischer Werte kommt der Raspberry Pi 4 doch an seine Grenzen. Im „Wirkbetrieb“ fällt das wenig auf, aber bei der (remote) Administration kommt es immer wieder zu Wartezeiten

Besonders der letzte Punkt treibt einem die Schweißperlen auf Stirn, wenn man nach einem Reboot aus der Ferne nicht weiß, ob die Kiste einfach noch ein paar Minuten braucht oder man den Weg ins 25km entfernte Elternhaus antreten darf.

Neue Hardware

Die neue Hardware soll entsprechend die identifizierten Ursachen beseitigen und gleichzeitig den unveränderten Anspruch eines unauffälligen 24/7-Betriebs bei geringem Stromverbrauch erfüllen.

Konkret bedeutet dies:

• sparsame x86-Hardware mit angemessener Leistung
• kompakt (was zu Lasten der Flexibilität gehen darf)
• keine beweglichen Teile, wie Lüfter oder mechanische Festplatten
• einwandfreie Unterstützung durch (Ubuntu) Linux
• moderne Zigbee Coordinator-Hardware mit hoher Reichweite

Minisforum N40 Mini-PC

Der Minisforum N40 (Datenblatt) Mini-PC erfüllt die gestellten Kriterien und ist für den angedachten Anwendungsfall mehr als ausreichend:

• Intel Celeron N4020 CPU (2 Kerne, bis zu 2,8 GHz)
• 4 GB RAM (DDR4, nicht erweiterbar)
• 64 GB „eMMC“ SSD
• 3 USB-A 3.0-Anschlüsse
• RJ45 GbE LAN und IEEE 802.11ac Dual-Band Wi-Fi

Bei Bedarf kann eine zusätzliche SSD (M.2 2242 SATA 3.0) verbaut werden. Ich habe aber darauf verzichtet, weil nach der Installation und Konfiguration nur 8,5 GB der verfügbaren 56 GB der eMMC belegt waren.

Das Netzteil (DC 12V, 1,5A) liefert bis zu 18 Watt, der tatsächliche Verbrauch des N40 in meiner Konstellation liegt zwischen 3 und 5 Watt. Die CPU ist mit Grafikeinheit, für den Anschluss an Fernseher / Monitor (während der Installation) steht ein Standard-HDMI Port zur Verfügung.

Die Kantenlänge des N40 entspricht übrigens ziemlich genau dem Durchmesser einer Audio CD (wer es noch kennt). Die CPU wird passiv gekühlt, das gesamte System gibt keinerlei Geräusche von sich und wird nicht warm.

SONOFF ZBDongle-P

Bei der Wahl der neuen Coordinator-Hardware fiel die Wahl auf das SONOFF Zigbee 3.0 USB Dongle Plus (kurz: ZBDongle-P), welches auf der Adapter-Seite von Zigbee2MQTT als „recommended“ aufgeführt wird und über einen modernen Texas Instruments CC2652P Chip mit zusätzlichem Verstärker verfügt.

Direkt eingesteckt steht das Dongle deutlich über den N40 hinaus. Allerdings wird bei USB 3.0 und Zigbee wg. möglicher Interferenzen der Einsatz einer USB-Verlängerung empfohlen, was eine relativ freie Platzierung des Dongles erlaubt. Genau wie der Minisforum N40 wird das Dongle auch bei max. Verstärkung von 20dBm nicht warm.

Der Einsatz des Dongles mit Zigbee2MQTT ist problemlos und es liefert „vernünftige“ LQI-Werte. Beim Raspbee II steigen diese mit der Zeit von 0 bis 255 und starten dann wieder erneut. Die Aussagekraft des Link Quality Indicators ist zwar begrenzt, aber stabile Werte sind dennoch von Vorteil.

Software: Home Assistant

Unverändert soll Home Assistant in der „Container„-Edition zum Einsatz kommen, in Verbindung mit Zigbee2MQTT. Jedoch werden die bestehende Installation und Konfiguration verworfen und neu aufgebaut. Nach diversen Iterationen des technisch „Machbaren“ gebe ich dem Wunsch meiner Eltern nach und reduziere auf „das Nötigste“: Licht an bei Bewegung in der Dunkelheit.

Auf dem Gelände sind mehrere, batteriebetriebene Bewegungssensoren von Philips Hue verteilt. Diese werden via Automatiken in Home Assistant mit einen oder mehreren Gruppen von Leuchten verbunden und agieren entsprechend – aber nur wenn es draußen dunkel ist.

Die „Sun„-Integration von HA wird verwendet, um über Dunkelheit zu entscheiden: Sie beginnt 15min nach Sonnenuntergang und endet 30min vor Sonnenaufgang. Alternativ kann die tatsächliche Helligkeit als Indikator dienen, denn die Hue Sensoren liefern ensprechene Angaben. Damit wären dunkle Phasen tagsüber abgedeckt (z.B. bei schlechtem Wetter).

Für meine Belange habe ich ein Repository auf Github angelegt, welches aber ausreichend generisch ist und auch für andere Einsteiger hilfreich sein könnte. Quelle und Instruktionen finden sich unter https://github.com/m0wlheld/homeassistant-zigbee2mqtt/.

Leider bedeutet ein Wechsel der Zigbee-Controller-Plattform (von Raspbee II auf den TI CC2652P des Sonoff Dongle) immer auch eine erneute Einbindung (Pairing) der Zigbee-Geräte. Ein Wochenende mit Leiter, Schraubendreher und Wäschekörben voller smarter LEDs ist also garantiert …

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Die Voraussetzungen zur Installation bei meinen Eltern könnten nicht stärker vom eigenen Haushalt abweichen: Es war nicht nur ist eine fast 30-fach größere Fläche abzudecken, sondern die Installation muss sich unauffällig, autonom und wartungsfrei verhalten. Die Abhängigkeit von Apps war (mangels geeigneter Telefone) ebenso zu vermeiden, wie proprieätere Cloud-Lösungen.

Aufgrund der deutlich größeren, abzudeckenden Fläche und den eher mässigen Erfahrungen mit Homematic-Hardware im eigenen Haus, wurde mit Zigbee diesmal auf ein „Mesh“-Netzwerk gesetzt. Dabei sind die Geräte auch untereinander und nicht nur mit einer zentralen Stelle (sternförmig) vernetzt. Theoretisch und praktisch sind damit auch größere Entfernungen zwischen dem adressierten Endgerät und der steuernden Einheit (Router) möglich.

Primäres Ziel der Installation war eine „smarte“ Außenbeleuchtung von Mühle und Garten, welche bis dato noch über Wandschalter bzw. mechanische Uhrwerke in Schaltkästen geregelt ist. Weitere Anwendungsfälle (z.B. Steuerung der Teichfilter) werden folgen.

Hardware

Probleme mit USB 3.0

Eine Warnung vorweg, damit ich als einziger mir die Nächte um die Ohren geschlagen habe: Die Verwendung eines USB 3.0 Gerätes, z.B. eines USB-Sticks in unmittelbarer Nähe des Raspbee II führt zu vielfältigen Problemen. Die Ursache ist bekannt, scheint grundsätzlich zu sein und lässt sich mit einer USB-Verlängerung, Alu-Folie oder der Verwendung einer SD-Karte lösen.

Die notwendige Hardware habe ich rechtzeitig vor Weihnachten im Versandhandel organisiert. Dass Einzelhändler vor Ort entsprechende Gerätschaften im Regal haben ist eh schon un­wahr­scheinlich, spätestens mit dem 2. Lockdown war dann auch der Weg dorthin obsolet.

Zigbee Koordinatoren (auch als „Hub“ oder „Bridge“ vermarktet) gibt es zu Hauf. Die bekannteste Variante ist sicherlich die Philips Hue Bridge. Üblicherweise sind diese „Appliances“ auf Apps und Cloud-Services des Herstellers ausgerichtet. Im Bereich Heim-Automatisierung ist Zigbee aber nur eine Komponente von vielen und darum kam auch in diesem Projekt ein alter Bekannter zum Einsatz.

Raspberry Pi 4B 4GB

Es hat sich bei meinen eigenen Installation gezeigt, das die CPU eines Raspberry Pi 3 ausreichend potent ist, aber der Speicher gerade beim Einsatz mit Home Assistant schnell an seine Grenzen gerät. Darum habe ich zum Raspberry Pi 4B mit 4GB gegriffen, welcher für ca. 60 EUR erhältlich ist.

Erstmalig kamen dabei auch das Orignal Raspberry Pi USB-C Netzteil, sowie das passende Gehäuse zum Einsatz.

Der Setup erfolgte natürlich wieder „headless“ (via LAN), auf ein Micro-HDMI-Kabel konnte also verzichtet werden.

Raspbee II

Beim Raspbee II handelt es sich um die on-board-Variante eines Zigbee Coordinator Moduls von dresden-elektronik, welches unter der Marke Phoscon vertrieben wird. Es wird auf die General Purpose IO (GPIO)-Leiste eines Raspberry Pi gesteckt und als serielles Gerät angesprochen.

Mit an Bord ist außerdem eine batteriegestützte Real Time Clock, also eine Echtzeituhr. Die Einrichtung und Nutzung ist aus der Produktseite des Raspbee II beschrieben und sei hier nur am Rande erwähnt.

Die Installation auf dem Raspberry Pi ist denkbar einfach: Das Raspbee II-Modul wird auf das äußerste Ende der GPIO-Leiste gesteckt, so dass die eigentliche Platine über den Raspberry kommt und in Richtung USB-C-Port zeigt.

Das Modul baut sehr flach, so dass sowohl der Einsatz eines moderaten CPU-Kühlkörpers, als auch eines flachen Gehäuses möglich ist. Das Gehäuse sollte aber aus Kunststoff sein, um die Reichweite der Funksignale nicht unnötig zu reduzieren. Ich habe – wie gesagt – auf das Original gesetzt.

Wer lieber auf eine externe Lösung setzt, der kann statt des Raspbee II auch die USB-Variante namens Conbee II verwenden. Dann kommen allerdings andere Einstellungen zum Einsatz, die ich hier nicht beschreibe.

OSRAM Smart+ Classic E27 / Plug 01

Die beiden „Smart+ Bulbs“ von OSRAM wurden als Proof-of-Concept beschafft. Es handelt sich um „retrofit“ Leuchtmittel für die E27 Fassung mit steuerbarer Helligkeit. Mit einem Preis von rund 10 EUR pro Stück sind sie erschwinglich, aber auch ohne Schnick-Schnack. Im Betrieb sind sie aktuell unauffällig.

Auch andere zertifizierte Zigbee-Leuchtmittel sollten funktionieren. Bei OSRAM gilt es aufzupassen, denn unter dem Schlagwort „Smart+“ werden auch andere Technologien wie WLAN oder Bluetooth vermarktet.

Ebenfalls gekauft wurde ein OSRAM Smart+ Outdoor Plug, also eine Steckdose für den Außenbereich. Ein Riesen-Trümmer (siehe Aufmacher-Bild), obwohl mit Schutzart IP44 nur grundsätzlich gegen Wettereinfluß geschützt. In Zukunft kommen sicherliche schmalere Lösungen zum Einsatz, aber für den Moment war diese intern „Plug01“ genante Steckdose verfügbar und preislich attraktiv – gekauft.

In Summe haben die oben genannten Hardware und weitere Teile wie Gehäuse, Netzteil, SD-Karte ca. 130 EUR gekostet. Deutlich mehr als ein Philips Hue Starter Kit, aber auch deutlich flexibler, leistungsfähiger und ohne App- oder Cloud-Zwang.

Software

Ursprünglich hatte ich vor, erstmalig Home Assistant OS (vormals HASS.IO) zu verwenden, eine Distribution welche auf den Betrieb von Home Assistant ausgerichtet ist und auf Docker und einen „Supervisor“ setzt.

Leider ist es mir innerhalb der persönlichen Toleranzzeit (ca. 30min) nicht gelungen, eine nutzbare Installation zu erstellen. Durch das Supervisor-Konzept sind notwendige Eingriffe in das Betriebssystem bzw. die Kernel-Konfiguration nur aufwändig zu realisieren.

Raspbian Linux

Also kam wieder Raspbian Linux zum Einsatz, welches auch als „Raspbian Pi OS“ vermarktet wird. Die eigentliche Installation beschreibe ich an dieser Stelle nicht mehr, es finden sich bereits entsprechende Artikel in diesem Blog. Die 32-Bit „lite“-Variante ohne Desktop ist ausreichend.

Bevor das fertige Installationsmedium (SD-Karte) in den Raspberry gesteckt und dieser gestartet wird, sollten noch folgende Änderungen am Inhalt der ersten Partition vorgenommen werden. Dabei ist ein Editor zu verwenden, welcher Zeichenkodierung und Zeilen-Enden beibehält. Unter Windows können das z.B. Wordpad oder Visual Studio Code sein:

1. aus der Datei cmdline.txt wird folgender Eintrag entfernt:
   console=serial0,115200
2. die Datei config.txt wird um folgende Zeilen ergänzt (die Leerzeile am Dateiende muss erhalten bleiben):
   enable_uart=1
core_freq=250
dtoverlay=miniuart-bt

Optional kann noch eine (leere) Datei namens „ssh“ angelegt werden, damit ein Login via Secure Shell möglich ist. Danach kann die SD-Karte in den Raspberry Pi und dieser mit Strom versorgt werden. Nach einigen Sekunden bis Minuten sollte ein neuer Host „raspberrypi“ im heimischen Netz auftauchen.

Docker

Docker ist eine Plattform zur Prozess-Virtualisierung mithilfe von Containern. Sie erleichtert den Betrieb von Home Assistant erheblich, weil hier Abhängigkeiten auf Bibliotheken und Versionen des Betriebssystems vermieden werden.

Die Installation von Docker habe ich bereits in einem eigenen Artikel beschrieben: Docker und Raspbian auf einem Raspberry Pi.

Home Assistant

Home Assistant ist meine bevorzugte Plattform zur Heim-Automatisierung, da sie einfach zu installieren ist (insbesondere unter Verwendung von Docker). Kein Grund also nach einer Alternative für das neue Projekt zu suchen.

Wurden das Raspberry Pi OS (AKA Raspbian) und die Docker-Umgebung korrekt aufgesetzt (inkl. Neustart), so ist die Ausführung von Home-Assistant ein Klacks.

Im Wesentlichen gibt es zu meinem Artikel „Home Assistant mit Docker auf Raspberry Pi betreiben“ nur eine relevante Änderung: Der Zugriff auf das Raspbee II Modul muss durch das „mappen“ des entsprechenden seriellen Devices in den Container ermöglicht werden. Der vollständige Aufruf lautet also:

docker run -d \
  --name=home-assistant \
  --restart=always \
  --publish 8123:8123 \
  -v $PWD/home-assistant:/config \
  -v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
  --device=/dev/ttyAMA0 \
  homeassistant/home-assistant:stable

Hinweis: Alternativ zu „–publish 8123:8123“ kann „–net=host“ verwendet werden. Dies bindet den den Home Assistant Container an das Netzwerk des Hosts und es werden beim Start Integrationen zu allen im Netzwerk gefundenen Geräten angeboten.

ZHA Integration

Finaler Schritt der Einrichtung ist die Installation und Konfiguration des Zigbee Coordinators in Home Assistant. Dazu gibt es für das Raspee II Modul zwei Möglichkeiten:

1. direkte Kommunikation mit dem Modul über die „Zigbee Home Automation“-Integration
2. indirekte Kommunikation über einen zwischengeschalteten deCONZ-Service und die entsprechende „deCONZ“ Integration.

Ich habe mich für Variante 1 entschieden, weil sie keine weitere Abhängig­keit erzeugt und für meine Zwecke ausreichend ist. Sie kann auch die Firmware für OSRAM/Ledvance und IKEA-Leuchten „over the air“ aktualisieren.

Sobald Home Assistant läuft, auf Port 8123 erreichbar ist und man die Basis-Einrichtung vorgenommen hat (Benutzer, Standort, Zeitzone, etc.), geht es über den Pfad „Einstellungen -> Integrationen“ zur Schaltfläche „+ Integration Hinzufügen“

Im resultierenden Dialog sucht man nach „zig“ (oder „zigbee“) und wählt das Ergebnis „Zigbee Home Automation“ aus.

Im folgenden Dialog ist das serielle Gerät für das Raspbee II Modul zu wählen. Der einzig angebotene Wert an dieser Stelle sollte /dev/ttyAMA0 sein.

Nach der Auswahl wird das serielle Gerät analysiert und es wird automatisch das deCONZ-Protokoll für die Kommunikation zwischen Raspberry Pi und dem Modul gewählt (auch ohne dedizierte deCONZ Installation nach Variante 2).

Mit der (optionalen) Auswahl eines Bereichs (also der Position des Raspberry Pi im Haus) ist die Installation abgeschlossen. Home Assistant ist nun bereit Zigbee-Geräte abzufragen und zu steuern.

Natürlich müssen die Geräte noch am Coordinator angelernt werden, dies ist aber in der Dokumentation der Integration beschrieben. Der schnellste Weg ist über Einstellungen -> Geräte und der Auswahl des Zigbee Coordinator. Alternativ kann auch Einstellungen -> Integrationen und die Auswahl der ZHA Integration verwendet werden.

Fazit

Die Installation von Hard- und Software war – wenn man von der USB-Problematik absieht – überraschend einfach, was natürlich meinem technischen Hintergrund und den Erfahrung im eigenen Haus geschuldet ist.

Das Raspbee II-Modul ist in der Installation idiotensicher und im Betrieb stabil. Seine Bauform erlaubt den Aufbau eines kompakten Zigbee Hubs mit deutlichem Mehrwert gegenüber einer fertigen „Appliance“, wie der Hue-Brige.

Die Zigbee-Geräte verhalten sich bis dato unauffällig und funktionieren einfach. Das Anlernen und die Visualiserung des Netzes in Home Assistent sind ein absolutes Plus.

Weiterführende Informationen

Software und Dokumentation

• Produktseite Raspberry Pi 4B
• Raspbian Linux (oder auch Raspberry Pi OS)
• Produktseite Phoscon Raspbee II
• Produktseite Phoscon Conbee II
• Homepage Home Assistant
• Home Assistant OS
• Zigbee Home Automation Integration
• Phoscon deCONZ Integration
• Webseite der Zigbee Home Alliance
• Webseite von Docker Inc.

Produkte*

• Phoscon Raspee II kaufen
• Raspberry Pi 4B 4GB kaufen
• Raspberry Pi Original Netzteil für Modell 4B
• Raspberry Pi Original Gehäuse für Modell 4B
• OSRAM Smart Classic E27 Zigbee Leuchtmittel
• OSRAM Smart Outdoor Plug
• Philips Hue Starter Kit mit Bridge und 2 Leuchtmitteln

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Der „Alte“

Der N54L Generation 7 (G7) ist ein Microserver auf Basis der AMD Turion II Neo Dual-Core CPU. Sie ist auf einem HP Custom Mainboard verlötet und bietet 2x 2,2 GHz. Ihr zur Seite stehen aktuell 8 GB RAM und 4x 2 TB HDDs (WD Red) im RAID 5 Verbund.

Auf diesem Server laufen Dienste, welche in unserem Haus durch mich und andere Familienmitglieder genutzt werden. Zunächst natürlich Homegear und Home Assistant zur Heimautomatisierung. Aber auch Datenbanken und Datei-Freigaben für die Windows-Geräte im Haus. Und eben auch mehrere Minecraft Server – zur Unterhaltung.

All das bringt die CPU immer deutlicher an ihre Grenzen, es kommt zu Mikrorucklern („Lags“) in Minecraft und zwischen auslösendem Ereignis und Reaktion des Smart Home können schonmal Sekunden vergehen. Man liegt also bereits im Dunkeln, wenn die Beleuchtung endlich angeht.

Der „Neue“

Zeit also für etwas Neues, was größer (= leistungsstärker) und gleichzeitig kleiner (= raumsparender) ist. Von den insgesamt 5,6 TB Plattenplatz waren nämlich dauerhaft nie mehr als 600 GB belegt.

Es war schnell klar, dass ein Eigenbau zum Einsatz kommen sollte. Möglichst klein, doch mit ausreichend aktueller Hardware und Platz für mindestens 2 Festplatten. Intel NUC oder Gigabyte BRIX Systeme kamen daher nicht infrage. Außerdem sollte wieder Ubuntu Linux zu Einsatz kommen. Damit schieden NAS-Systeme von Synology oder QNAP aus.

Nach einiger Recherche stieß ich auf System, das für meine Anforderung wie gemacht schien: Den ASRock DeskMini A300 Barebone.

ASRock DeskMini A300

Der DeskMini A300 ist ein Barebone im Mini-STX Format. Die Abmessungen des Gehäuses betragen 155x155x80 mm. Auf dem Mainboard befindet sich ein AM4 Sockel mit A300 Chipsatz für moderne AMD CPUs der Picasso, Raven Ridge oder Bristol Ridge Familie.

Somit sind viele aktuelle AMD Athlon und Ryzen CPUs nutzbar, solange die TWP nicht 65 W übersteigt. Außerdem muss eine CPU mit integrierter Grafik (APU bzw. iGPU) zum Einsatz kommen. Das Bild-Signal kann via HDMI, Display Port oder D-SUB/VGA abgegriffen werden.

Verfügbar sind weiterhin M.2 Slots (Type 2280), SATA 6GB/s, Gigabit-LAN und USB 3.1 vorhanden. Der maximale Speicherausbau beträgt 64 GB und im Gehäuse haben 2 2,5″ HDDs bis max. 9mm Dicke Platz.

AMD Athlon 200GE

Die AMD Athlon 200GE APU ist eine Low-Cost CPU aus der Raven Ridge Familie mit 2 Kernen in Zen-Architektur. Sie bietet 4 logische CPUs und taktet mit bis zu 3,2 GHz.

Neben der CPU ist noch eine Vega 3 Grafikeinheit verbaut, so dass auf eine dedizierte Lösung verzichtet werden kann. Mit 35 W TWP passt sie locker in die Spezifikation des DeskMini A300 und liegt leistungstechnisch doch weit über dem Turion II des N54L.

Speicher

Ein Barebone muss neben der CPU natürlich noch mit flüchtigem und permanentem Speicher bestückt werden. Der Athlon 200GE unterstützt DDR4-2666 Speicher, entsprechend den Vorgaben des Boards kommt ein 2x 8 GB Kit von Crucial zum Einsatz.

Als Medium für das Betriebssystem (Ubuntu Server 18.04 LTS) kommt eine Samsung PM981 256 GB SSD im M.2 2280 Format zum Einsatz. Über NVMe angesteuert, können bis zu 3GB/s gelesen werden. Als „Bulk Version“ ohne Kühlkörper ist sie für knapp 50 EUR erhältlich.

Die eigentlichen Nutzdaten werden auf 2 Seagate BarraCuda 2000 GB HDDs abgelegt, welche über md-tools zu einem RAID 1 (also gespiegelt) verbunden sind. Bis zu 125 MB/s lesender Transfer sind möglich. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse können keine HDDs höher als 9 mm verbaut werden, die Seagates sind 7,5 mm dick.

Fazit

Der Eigenbau auf Basis des DeskMini A300 erfüllt meine Anforderungen bis dato in vollem Umfang. Er ist klein, leistungsstark, dabei leise und günstig in Anschaffung und Unterhalt. Der gesamte Setup hat ca. 450 EUR gekostet.

Der Zusammenbau war kinderleicht, lediglich die Montage der zweiten HDD ist etwas aufwendiger, dann muss das Mainboard demontiert werden.

Die Geräuschentwicklung mit dem „boxed“ Kühler des Athlon 200GE ist moderat, für Wohn- oder Schlafzimmer sicher zu laut, steht mir allerdings ein eigener Raum für die „Haus-IT“ zur Verfügung.

Ausblick

Die Migration des N54L auf den neuen Server wird sicherlich einige Zeit in Anspruch nehmen. Vorteilhaft ist, dass schon auf dem alten Server Docker und Docker Compose zum Einsatz kommen. Nutz- und Konfigurationsdaten der Anwendungen sind daher leicht identifizier- und kopierbar.

Um meine „Skills“ im Bereich Container Orchestrierung auszubauen, werde ich wohl Kubernetes oder Rancher K3s installieren. Letzteres läuft schon auf den Raspberry Pis im Haus, so dass ein Cluster mit 4 Nodes entstünde.

Sollte da neue System wider Erwarten an seine Grenzen stoßen, bleiben mir mehrere Möglichkeiten der „vertikalen“ Skalierung: Eine leistungsstärkere CPU und/oder mehr Hautpspeicher. Auch eine „horizontale“ Skalierung ist möglich, durch mehrere Duplikate des neuen Systems. Das Volumen eines N54L (ca. 14 Liter) ist auf jeden Fall ausreichend für bis zu 6 ASRock DeskMinis.

Weiterführende Informationen

Software und Dokumentation

• Ubuntu Server
• Docker Community Edition für Ubuntu
• Rancher K3s
• Prometheus
• Homegear
• Home Assistant
• Minecraft

Produkte*

• ASRock DeskMini A300 Barebone (Produktseite)
• AMD Athlon 200GE APU boxed (YD200GC6FBBOX) (Produktseite)
• Crucial DDR4-2666 16GB Kit (CT2K8G4SFS8266)
• Samsung PM981 256GB M.2 SSD (MZVLB256HAHQ)
• Seagate BarraCuda 2000GB HDD (ST2000LM015) (Datenblatt)
• Western Digital RED 2TB 3,5″ HDD (WD20EFAX)

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