Slow Steady

컴퓨터나 각종 산업기기에 많이 사용되는 12V DC 팬은 베어링 수명이 다하면 소음이 증가하게 된다.

폰에 소음측정기 어플을 설치해서 작동하는 팬의 아주 가까운 위치에 마이크를 대고 소음을 측정해보면

같은 모델의 팬임에도 수치에 차이가 발생하는 걸로 베어링의 남은수명을 가늠해 볼 수 있다.

Spectrum Analyzer에서 50회 Average Peak값도 53.13dB 대 44.75dB로 현격한 차이가 난다.

귀를 가까이 대보고 들어봐도 대략적인 가늠은 되지만 폰 어플을 활용해서 수치화해서 확인하면 보다 명확하게 확인이 가능하다.

어지간하면 그냥 기성부품을 사용하지만 불만인 부분이 SATA파워케이블이다.

파워와 케이스 제조사가 다른데다 케이스의 구조가 천차만별이라 케이스에 딱 맞는 기성품 파워서플라이를 구입할 수 없다.

그래서 차선책이 모듈러 파워를 구입해서 케이블을 DIY하는 방법을 사용한다.

케이블 DIY에는 3가지 방법이 있다.

방법1. 모듈러 파워의 SATA파워 케이블을 재활용해서 개조

순정 모듈러 케이블을 이용하기 때문에 파워와 케이블이 연결되는 커넥터 부분을 건드릴 필요가 없어서 편리하다.

준비물: SATA 파워 커넥터 키트

장점

순정케이블 보존, 작업 간단

단점

A/S시에 문제가 될 수 있다.

방법2. 타사 모듈러 SATA파워 케이블을 구입해서 개조

맥스엘리트 시소닉몰에서 시소닉 파워의 모듈러 케이블을 저렴한 가격에 판매한다. 타오바오 직구보다 저렴하다.

케이블은 TYPE-A와 TYPE-B가 있는데 판매 사이트에 사진이 없고 설명이 모호해서 직접 문의해서 사진을 받았다.

개조에 적합한 TYPE-B를 구입하면 된다.

이걸 구입해서 6핀 몰렉스 커넥터 부분을 교체하고 SATA파워 커넥터 위치를 조정하거나 추가해서 개조한다.

6핀 몰렉스에서 핀을 뽑을 수 있으면 작업이 간단해 지지만 

아쉽게도 몰렉스 핀뽑기로 6핀 몰렉스에서 크림프를 빠지지가 않는다.

호환 커넥터라서 그렇다.

https://mericrius.tistory.com/96?category=994577 

기존 6핀 커넥터 부분은 절단해서 제거하고 압착기로 크림프를 새로 물려야 한다.

준비물: SATA 파워 커넥터 키트, 6핀 몰렉스 커넥터, 몰렉스 크림프, 몰렉스 압착기

장점

순정 모듈러 케이블을 보존할 수 있다.

단점

기존제품을 활용하므로 길이제작에 한계가 있다.

방법3. 재료를 구입해서 직접 제작

검은색 리본케이블과 SATA파워커넥터, 몰렉스 크림프, 몰렉스커넥터 재료를 구입해서 직접 제작하는 방법이다.

가장 자유도가 높으나 문제는 검은색 플랫케이블을 구하기 어렵다는 점이다.

18AWG 6핀 검은색 리본케이블을 소량 판매하는 곳 찾기도 어렵고 비싸다.

준비물: 18AWG 케이블, SATA 파워 커넥터 키트, 6핀 몰렉스 커넥터, 몰렉스 크림프, 몰렉스 압착기

장점

완전 커스텀 가능

단점

재료를 구하기 어렵고 비쌈.

모듈러 파워 케이블을 커스텀 하기 위해서 몰렉스 핀뽑기를 네이버 쇼핑에서 평이 제일 좋은 제품으로 구입했다.

그런데 핀이 안 뽑히는 거다!!!!

다른 제품을 구입하기 위해서 또 시간을 낭비해야 한다니 화가 치밀었다.

처음에 안되는 이유로 파악한 건 핀뽑기 핀의 강성 부족이라고 생각했다.

사진에서 보듯이 핀뽑기 핀의 사이즈는 정확하나 몰렉스 크림프의 빠짐 방지 날개를 밀어너 넣어주지 못한다.

그래서 판매처에 전화걸어서 안된다고 따졌는데 판매자 분은 잘되는 제품이라고 호헌 장담을 하는 것이었다.

그런데 내가 가지고 있는 몰렉스 커넥터에서는 핀이 빠지지가 않았다.

그러다 하나의 커넥터로만 하다가 여러 케이블 전부 가져와서 테스트 해봤는데 잘 뽑히는 경우가 있었다!

별다른 힘을 가하지 않아도 핀뽑기를 밀어넣기만 하면 똑 소리와 함께 핀이 쉽게 빠진다.

원인은 호환커넥터들이 문제였다. 정품 몰렉스 커넥터에서는 매우 잘 된다.

그리고 일부 정품 몰렉스 커넥터와 완벽히 호환되는 커넥터에서도 잘 된다.

문제는 외관으로는 몰렉스 호환 커넥터들의 차이를 구분하는게 거의 불가능하다는 점이다.

아래 사진에서 3개 모두 동일한 유사한 커넥터처럼 보이지만 자세히 관찰하면 미세하게 다른 부분들이 있다.

저 3개의 커넥터 중 1개의 커넥터에서만 핀뽑기가 정상적으로 동작했다.

결론은 핀뽑기는 정상이고 호환 커넥터들의 문제였다.

WD 14TB 외장하드의 가격이 워낙 저렴해서 적출해서 NAS용으로 많이 쓰인다.

적출과정에서 외장케이스의 래치가 부러지면 A/S에 문제가 발생하기 때문에 손상없이 분리하는게 필요하다.

틈새에 밀어넣기 좋은 얇은 플라스틱 카드 4개가 필요하다.

신용카드는 너무 두껍다. 은행 보안카드 정도의 두께가 적당하다.

크기가 클 필요는 없어서 은행 보안카드를 4등분해서 사용해도 된다.

위의 사진에서 빨간색 원으로 표시한 래치의 위치를 확인할 수 있다.

사진에서는 부러졌지만 플라스틱 고리 형태의 래치가 맞물리는 부분의 튀어나온 홈 부분을 물고서 고정되는 구조이다.

저 4군데에 위치한 래치를 살짝만 들어 올려주면 분리되는 구조이다.

래치의 위치가 모서리에서 1cm 정도 밖에 떨어져 있지 않기 때문에 절대 카드를 무리하게 깊게 밀어넣으면 안된다.

카드를 너무 깊게 밀어넣으면 고리 형태의 래치보다 깊게 들어가게 되어서 고정이 풀리지도 않고, 안된다고 무리한 힘을 가하면 플라스틱 고리형태의 래치가 파손될 수도 있다.

5mm 정도만 밀어넣어도 충분하다.

파란색 원으로 표시한 부분이 래치가 없는 비어 있는 공간이라 첫번째 카드를 밀어넣기 좋은 포인트이다.

저곳에 틈을 벌려서 카드를 5mm정도만 밀어넣고 래치가 있는 쪽으로 살살 이동시키다 보면 자연스럽게 래치의 고정이 풀리게 된다.

DIY NAS를 사용하는 가장 큰 이유 중 하나는 CPU성능 때문이다.

싱글코어 성능에서 최신 시놀로지에 들어가는 V1500B보다 5년 전에 출시한 i5-7600의 성능이 2.5배 빠르다.

NAS에 단순히 데이터만 저장하는게 아니라 

홈서버 특성상 미디어 서버, 토렌트 머신, 인코딩, 컴파일, DB 등 다양한 작업을 시키는 경우가 많다.

5년 전 데스크탑 CPU로도 최신 시놀로지 대비해서 압도적인 성능을 자랑한다.

PC 시스템 전원: +12V, +5V, +3.3V, -12V, +5Vsb

-12V, +5Vsb는 더이상 사용되지 않음.

+12V: CPU, M/B Chipset, VGA, Fans, PCI-E버스, 3.5인치 HDD

+5V: 3.5인치 HDD, 2.5인치 HDD, PCI-E버스, USB버스

+3.3V: RAM, M.2 SSD, PCI-E버스

전압별 Device의 소모전력 추정치

출처

1. https://itigic.com/voltages-of-12v-5v-and-3-3v-for-each-component/

2. https://www.quora.com/In-terms-of-amperage-how-much-power-is-required-for-a-7200-rpm-SATA-3-5-mechanical-hard-drive-to-operate-correctly-How-many-amps-over-this-would-be-enough-to-damage-the-drive

3. http://www.hwbattle.com/bbs/board.php?bo_table=hardwareboard&wr_id=45975&sfl=mb_id%2C1&stx=turtl&sop=and

4. http://www.hwbattle.com/bbs/board.php?bo_table=hardwareboard&wr_id=46785

파워서플라이에 +5V, +3.3V에 DC-to-DC 방식이 도입되면서 합산 출력이 100~120W로 제한되는 경향이 있다.

파워 정격출력이 올라가도 +12V만 올라가고 +5V, +3.3V는 100~120W 고정이다.

3.5인치 HDD는 +5V도 사용하기 때문에 120W 출력으로 몇 개의 HDD까지 사용 가능한지 알아보자.

3.5인치 HDD의 통상적인 +5V 소모전류는 500mA 정도라 할 수 있다. Spin-up은 2초 정도만 발생하는 순간적인 소모량이라 파워서플라이에서 정격이 초과되어서 감당이 가능하다.

+3.3V는 PCI-E버스, NVME SSD에서 주로 사용한다.

+5.0V는 NVME SSD, DRAM, 메인보드 Chipset, USB에서 주로 사용한다.

120W 출력에서 +3.3V를 위해서 20W를 할당한다고 하면 +5V는 100W를 사용 가능하다.

메인보드에서 소모하는 +5V도 10~20W 정도를 감안해야 한다.

넉넉하게 메인보드에  20W를 할당하면 남은 용량은 80W이고 16A이다.

이론적으로 32개의 3.5인치 HDD를 사용할 수 있다.

파워서플라이는 정격 전력에 어느 정도 여유를 가지고 사용하는 게 좋기 때문에 30% 마진을 고려해야 한다.

따라서, +5V, +3.3V 합산 출력 120W이면 20개 정도의 HDD를 무리 없이 구동할 수 있다.

출처: https://www.quora.com/In-terms-of-amperage-how-much-power-is-required-for-a-7200-rpm-SATA-3-5-mechanical-hard-drive-to-operate-correctly-How-many-amps-over-this-would-be-enough-to-damage-the-drive

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테스트 셋업1

CPU: 45W급

보드: X99

RAM: 4 slot 사용

VGA: RX460, GTX750

SSD: 1개

2.5인치 HDD: 2개

3.5인치 HDD: 16개

IDLE 소모전류

+12V: 18A ->212W

+5V: 7A -> 34W

+3.3V: 0A -> 0W

+5V를 부하 시에 2배까지 생각하면 14A -> 70W

테스트 셋업2

CPU: 45W급

보드: X99

RAM: 4 slot 사용

VGA: RX460, GTX750

SSD: NVME 4개

IDLE 소모전류

+12V: 5A -> 61W

+5V: 5A -> 27W

+3.3V: 2A -> 7W

LOAD 소모전류

+12V: 6A -> 67W

+5V: 6A -> 30W

+3.3V: 5A -> 15W

NVME SSD는 부하시에 3.3V를 주로 소모함.

출처: http://www.hwbattle.com/bbs/board.php?bo_table=hardwareboard&wr_id=45975&sfl=mb_id%2C1&stx=turtl&sop=and

출처: http://www.hwbattle.com/bbs/board.php?bo_table=hardwareboard&wr_id=46785

참고한 사이트: 2cpu 스캔|민현기님

준비물: rufus, LSI-9211-8i.zip

1. rufus를 이용해 FreeDOS가 탑재된 부팅 USB를 제작

2. LSI-9211-8i.zip의 압축을 해제해서 USB로 복사 이후 재부팅

3. USB non-EFI모드로 부팅

4. megacli.exe -AdpAllInfo -aAll -page 20 입력 후 6자리 SAS Address 메모 이후에 재부팅

5. USB non-EFI모드로 부팅

6. megarec.exe -readsbr 0 bak-sbr.bin 명령어로 sbr을 백업

7. megarec.exe -writesbr 0 sbrempty.bin 명령어로 sbr을 초기화

8. megarec.exe -cleanflash 0 명령어로 펌웨어 삭제 후 재부팅

9. USB EFI모드로 부팅

10. sas2flash.efi -o -f 6GBPSAS.fw 명령어로 6GBPSAS 펌웨어로 덮어쓰고 재부팅

11. sas2flash.efi -o -f 2118p7.bin 명령어로 P7 IT 펌웨어를 업로드 한 뒤 재부팅(NVDATA Product ID and Vendor ID do not match. Would you like to flash anyway [y/n]? 이 나오면 y를 입력)

여기서부터 Boot ROM을 올릴지 말지 선택지가 존재함.

Boot ROM을 올리면 LSI카드에 연결된 디바이스로 OS 부팅이 가능함.

부팅 과정에서 HBA의 Boot ROM을 업로드하기 때문에 바이오스 레벨에서 HBA를 인식할 수 있음.

단점은 Boot ROM을 업로드하는데 10~20초 정도의 시간이 소요되어서 부팅 시간이 길어지고 메인보드의 롬 용량이 부족하다면 인식이 안될 수도 있음.

보통은 메인보드의 M.2 단자에 연결된 SSD에 OS를 올리므로 본인은 Boot ROM은 제외하는 걸 선호함.

주의: 여기서부턴 sas2flash.efi를 sas2flash_p19.efi로 바꿔줘야 함.

<Boot ROM 제외>

12. sas2flash_p19.efi -o -f 2118it.bin 명령어로 P20 IT 펌웨어 업로드

13. sas2flash_p19.efi -o -sasadd 5xxxxxxxxxxxxxxx 명령어로 4번에서 메모한 16자리 SAS Address를 추가해주고 재부팅

- 끝 -

<Boot ROM 포함>

12. sas2flash_p19.efi -o -f 2118it.bin -b mptsas2.rom 명령어로 P20 IT 펌웨어와 레거시 부트 ROM을 업로드

13. sas2flash_p19.efi -o -sasadd 5xxxxxxxxxxxxxxx 명령어로 4번에서 메모한 16자리 SAS Address를 추가해주고 재부팅

14. sas2flash_p19.efi -b x64sas2.rom 명령어로 UEFI Boot ROM 업로드

- 끝 -

서버용 메인보드에는 SATA 포트가 10개 이상 달려 있는 경우가 있지만

일반 소비자용 메인보드에는 SATA 포트는 보통 6개의 포트가 달려있다.

자작 NAS에 6개 이상의 HDD를 장착해야 하거나

HDD 용량을 업그레이드해서 마이그레이션 하고자 한다면 SATA 포트는 많이 확보할수록 좋다.

4TBx8 RAID-6에서 14TBx6 RAID-6으로 이동하려면

SATA 포트가 부족하다면 새로운 나스를 셋업 해서 네트워크를 이용해서 데이터를 이동시켜야 한다.

반면에 14개의 SATA 포트가 확보되어 있다면 NAS에 14개의 하드를 동시에 연결해놓고 데이터를 직접 카피하는 게 가능하다.

여러모로 새로운 NAS를 셋업 하는 것보다는 편리하다.

그래서 최소 8포트의 HBA를 확보하는 게 필요하다.

문제는 HBA에 시장의 수요가 거의 없다 보니 제대로 된 제품을 찾기 어렵다는 점이다.

Marvell 88SE9215 칩셋이 4포트 SATA를 지원하는데 여기에 1포트-to-4포트 멀티플라이어 JMB575 칩셋을 붙여서 8포트를 구현해 놓은 제품도 있다.

JMB575 칩셋의 드라이버를 따로 잡아주지 않으면 4포트만 동작하는 문제도 생기고 포트 멀티플라이어 쪽에 연결된 라인은 SATA 1개의 대역폭을 4개가 나눠 쓰는 만큼 성능의 손실도 발생하게 된다.

이 문제에서 가장 깔끔한 해결책은 LSI사의 레이드 카드에 IT 모드 펌웨어를 올리는 거다.

서버에서 사용될 목적으로 만들어진 제품이고 서버 환경에서 오랜 시간 검증받았기 때문에 호환성/성능./안전성 측면에서 최선의 선택지이다.

LSI사의 레이드 카드 신품은 최소 40만원 이상의 고가이다.

그래서 홈서버 용도로 신품을 구입하는 건 가성비가 안 나오기 때문에 퇴역하는 서버에서 적출한 제품을 중고시장에서 구해서 쓰게 된다. 보통 2~4만 원 사이에서 구할 수 있다.

IT모드를 지원하는 제품의 모델명은 LSI 9211-8i이다. SAS2008 칩셋 기반이며 PCI-E 2.0을 지원한다.

DELL PERC H310 레이드 카드는 LSI 9211-8i 모델의 DELL OEM 버전이다.

H310에 IT 모드 펌웨어를 올리면 SATA 8포트 HBA로 사용할 수 있다.

PCI-Ex8 슬롯 하나로 8개의 SATA 포트를 추가적으로 확보할 수 있다.

개인적으로 DELL H310을 제품을 추천한다.

두 제품은 사실상 쌍둥이라 기능상의 차이는 없지만 H310의 방열판은 금속핀의 텐션을 이용해서 고정되어 있는 반면에 좌측의 LSI사 제품은 플라스틱 푸쉬핀으로 고정되어 있기 때문이다.

중고제품인 만큼 서버에서 수년간 세월을 보냈기 때문에 플라스틱 푸쉬핀이 삭아서 부서지는 경우가 있다.

케이스 내부에서 노후화된 플라스틱핀이 스스로 부서지는 경우 사용자는 인식하기 어렵기 때문에 고장의 원인이 될 수 있다.

내구성 측면에서 DELL 제품이 더 좋다.