Сколько может потреблять "мини-сервер" на платформе x64

В последнее время было много обзоров «мини-серверов» на основе архитектуры ARM. Главным их достоинством обычно превозносится малое энергопотребление, которое в определённых сценариях должно превалировать над меньшей мощностью или худшей совместимостью по сравнению с самой массовой платформой — x86/x64. А, поскольку у меня домашние серверы всегда были как раз на последней, то стало любопытно, сколько же на самом деле жрёт небольшой домашний сервер на x86/x64, и так ли всё плохо у него с энергопотреблением.

Не претендую на глобальные исследования и сравнения архитектур, просто провёл несколько несложных тестов с двумя мини-ПК. Оба они основаны на удачном процессоре Intel N100.

Intel Processor N100 — это дешёвый, энергоэффективный, 4х-ядерный процессор на архитектуре Alder Lake-N с TDP 6 Вт. Это если смотреть на спецификации, но на практике как его мощность, и уж тем более всего компьютера, не имеет ничего общего с указанным значением.
Во-первых: тепловой пакет самого процессора может быть сильно увеличен производителем, лишь бы хватило мощности блока питания и эффективности системы охлаждения
и
Во-вторых: кроме собственно процессора есть ряд других компонентов, могущих сильно «подогреть» весь компьютер в сборе. Оперативная память, дисковая подсистема, сетевые интерфейсы, особенно высокоскоростные, в т.ч. и беспроводные, RAID-контроллеры и др. могут очень и очень сильно поднять аппетит.
Конечно, если я взялся сравнивать домашний мини-ПК с ARM-решениями в виде одноплатников или перепрошитых ТВ-боксов, то многое из перечисленного списка становится не актуально, т.к. ни аппаратных RAID-контроллеров, ни 100500-гигабитных сетевых интерфейсов здесь отродясь не водилось (хотя достаточно горячий 10GbE всё же встречается, а нехолодный 2.5GbE — так в каждом втором). А вот с памятью и дисками уже можно «поиграться».

Первым моим «подопытным» стал небезызвестный 2-х дисковый NAS Aoostar R1, часто именуемый в народе «ведро».
Я поскрёб по сусекам и нашёл 4 модуля памяти SO-DIMM DDR4. Все они поддерживают максимальную для N100 частоту 3200 МГц, но отличаются объёмом — 4, 8, 16 и 32 ГБ:
К сожалению, микросхемами памяти они тоже отличаются: Samsung, Hynix и два раза Micron, но что нашёл, то и пришлось использовать — сейчас не до жиру.
Я вынул все диски HDD и SSD из «ведёрка».
Потребление в выключенном состоянии:
Разницы никакой, но её здесь я и не ожидал увидеть, а вот без малого 2 Вт в дежурном режиме — многовато.
Затем я захотел чем-нибудь нагрузить память, чтобы понять, насколько большим будет отличие. Первое, что пришло в голову — загрузочная флешка с Memtest86+.
При тестировании мощность постоянно немного плавала, вот примерно максимальные значения:
Вряд ли для кого-то будет откровением, что с ростом объёма памяти потребляемая мощность растёт. Но если пара ватт разницы между минимальным и максимальным объёмами памяти — капля в море для «игрового» компьютера с многосотваттной видюхой и CPU, то для энергоэффективного сервера это уже заметное значение.

Теперь SSD
Беру пару — оба бюджетные безбуферные модели, которыми комплектовались мини-ПК из этого обзора, оба по полтерабайта, но один SATA, а второй NVMe.
Вставляю модуль памяти 16 ГБ и устанавливаю Windows 10, со всеми обновлениями и драйверами. Когда все фоновые процессы успокаиваются, сканирования заканчиваются, потребление падает до минимального значения.
Слева SATA, справа — NVMe:
Конечно, выборка крайне мала, другие модели SSD будут потреблять иначе, но симптоматично, что более медленная модель и жрёт на полватта меньше.

А теперь второй подопытный, уже более интересная модель — мини-ПК Findarling. Сразу бросается в глаза его очень компактный размер — 87 х 87 х 46 мм.
На заглавной картинке я держу его на ладони. Но покупал я его не столько за размер, сколько за начинку — 16 ГБ LPDDR5 памяти. Ну и полтерабайтый SSD лишним не будет. К сожалению, скидок на него я не встречал, так что год назад пришлось выложить полную стоимость ~$130 ;-) ОЗУ распаяно, один слот M.2 2242 занят SSD, второй 2230 — WiFi.

BIOS:
SSD оказался SATA. Я сначала даже немного огорчился, но потом подумал, что это только к лучшему — будет меньше жрать, что и подтвердил предыдущий тест. И два сетевых интерфейса — стоят 1-гигабитные Realtek. Ну и пусть не 2,5, а нужны ли они в этом малыше — не факт, зато и греться будут меньше.

А теперь проверим на практике, будет ли заметна такая «экономия на спичках».
Потребление в выключенном состоянии:
0,21 Вт против 1,86 у «ведёрка» — каких-то полтора ватта, но с другой стороны — это же почти в 9 раз! Осмелюсь предположить, что основной вклад дали два сетевых интерфейсов — у «ведёрка» 2.5GbE Intel, тут 1GbE Realtek. Но это не точно ©.

Memtest86+:
16,9 Вт против 13,7 у ведёрка с 16 ГБ. Я ожидал, что LPDDR5 под нагрузкой будет потреблять меньше, чем DDR4, а вышло совсем наоборот. Надеюсь, что она и работает настолько же быстрее.

Устанавливаю ту же Windows 10 со всеми драйверами и обновлениями:
5,5 Вт против 7,8 в состоянии покоя при работающей Windows. Конечно, если нагрузить компьютер чем угодно, то потребление сразу возрастает. И если начать подключать дополнительные диски, флешки или ещё что-то — тоже. Например, вот этот адаптер HDMI-VGA сразу добавил 1 Вт к потреблению:


А теперь немного тестов для сравнения этих двух мини-ПК между собой



AIDA64
Везде слева Aoostar на DDR4, справа Findarling на LPDDR5:
Потребление во время стресс-теста:

FurMark:
Aoostar
Findarling
N100 — это не про игры, интересно было увидеть разницу в производительности между платформами. Я думал, что с LPDDR5 будет быстрее, но похоже, что тест в память не упёрся. Зато заметна разница в потреблении…

Встроенный тест WinRAR:
С DDR5 не просто медленнее, а прям заметно так медленнее. Когда обрабатывал результаты, подумал, что где-то перепутал и повторил тест — всё верно. Ну хотя бы опять холоднее.

Небольшое дополнение к обзору — дошли руки сделать пару тестов с сетью.
Первая картинка — мини-ПК Findarling с гигабитной сетевой картой Realtek.
фото 1 — сетевой кабель не подключен
фото 2 — кабель подключен, но нет никакого трафика, +0,5 Вт
фото 3 — запущен iperf до сервера в локалке, ещё +1,9 Вт
Вторая картинка — Aoostar R1 с 2.5-гигабитной Intel.
фото 1 — сетевой кабель не подключен
верхний ряд — подключение к гигабитному свитчу
фото 2 — кабель подключен, но нет никакого трафика, +0,2 Вт
фото 3 — запущен iperf до сервера в локалке, ещё +2,3 Вт
верхний ряд — подключение к 2.5-гигабитному свитчу
фото 2 — кабель подключен, но нет никакого трафика, +0,7 Вт
фото 3 — запущен iperf до сервера в локалке, ещё +2,7 Вт

Выводы
Придётся побыть КО…
— применение более «холодных» / менее производительных комплектующих экономит энергию ;-)
— меньше объём — меньше потребление
— никакого «Вау!» эффекта от LPDDR5 я не увидел

Перед тем, как начать тесты, я думал, что всё будет печальнее. В смысле, что потреблять компики будут больше. Но единицы, максимум под нагрузкой два десятка ватт — это может иметь критическое значение разве что при питании от аккумулятора, а если от сети, то лично я не вижу больших проблем, чтобы переходить на другую архитектуру. Нет, я не хейтер ARM, у меня дома все ТВ-боксы и роутеры на ARM, и меня это вполне устраивает. А сервер пусть пока что остаётся на x86/x64 — с текущими ценами на одноплатники экономия явно того не стоит.