最近闲来无事，研究了一下自己攒机架式 NAS 所需要的配件。
首先来个简单的机架式服务器科普。
很多人应该看过机架式服务器，但是实际买过、部署过的人却是少数。机架式服务器是以 U 为单位计量的。1U 的高度是固定的 1.75 英寸 (4.45cm)，宽度是固定的 19 英寸 (48.3cm)，深度却是不固定的，一般最小 40 多厘米。由于前后左右还要预留一些轨道、支架、走线的空间，所以最小的机柜长宽 (俯视) 是 60 × 60 cm 。
如果服务器较深，则需要购买 60 × 80 cm 或者 60 × 100 cm 的机柜。
机架式服务器看起来个头很大，但是却并不浪费空间。一台普通的 Synology NAS 的高度大概是 16cm 左右，需要占用大概 4U 的机柜高度。如果我们把一台桌面型 Synology NAS 随意摆在机柜的某一层，那么这片 4U 高度的区域大概也就放得下一台 NAS 、一台 Mini PC 和两个方块型的电源 (再加一点点其它物品)。
在家里放机架式服务器，噪音控制是一个非常关键的因素。商用的机架式服务器通常噪音明显更大。为了控制噪音，一个办法就是把静音的消费级配件塞到在机架式服务器机箱里。
标准 ATX 电源的尺寸尺寸是 150 × 140 × 86 mm ，正好可以放进一台 2U 服务器。因此如果要攒一台机架式 NAS ，最低的高度是 2U 。2U 的机箱，可以装下标准 ATX 电源、矮型 CPU 风扇，和半高 (low profile) 的 PCI-E 扩展卡，正好适用于 NAS 场景。
4U 高度的机箱虽然可以装下常规显卡和常规的 CPU 散热器，但是对于 NAS 场景来说，并不是必需的。
接下进入正题。
1. 机箱
与游戏 PC 不同，攒一台机架式 NAS ，首先需要研究的是机箱。目前只有很少的厂商生产可以安装消费级硬件的机架式服务器机箱，银欣 (SilverStone) 就是其中之一。
银欣的机架式 NAS 机箱，比较有代表性的是 RM21-308 和 RM43-320 两款。型号中的第一位 2/4 表示 2U/4U ，最后两位 08/20 则表示 8 个 / 20 个硬盘位。
RM21-308 的外形如下所示：
这款服务器机箱尺寸较小，可以放进 60 × 60 cm 的小型机柜中，价格约￥ 2500 。
普通的 PC 机箱基本上就是一个铁盒子，但是机架式 NAS 机箱则不同，它们一般都标配了 "硬盘背板"。
硬盘背板是一个长条型的 PCB ，从服务器最左边延伸到最右边。每一条 PCB 可以服务 4 块硬盘。由于 RM21-308 支持 8 快硬盘，所以就配了两条这样的 PCB 。
硬盘背板使用大 4-Pin 接口供电。不确定每条背板的两个电源接口是否都需要插上。
上图是硬盘背板的数据接口 SFF-8087 ，属于 SAS 接口的一种。
很多人听过 SAS 接口，但是却没怎么见过。SAS 接口家族像 USB 一样混乱，包括 SFF-8086 、SFF-8087 、SFF-8088 、SFF-8431 、SFF-8436 、SFF-8470 、SFF-8482 、SFF-8484 、SFF-8485 、SFF-8643 、SFF-8644 、SFF-8680 等，而且每个接口都长得不一样。
我们只需要知道一条 SFF-8087 的线连接到硬盘背板上，然后硬盘背板在另一侧通过 SATA 接口服务 4 块硬盘就够了。
那么普通主板要如何提供 SFF-8087 接口呢？买一块 PCI-E 3.0 x4 的扩展卡就行了：
这款机箱的其它部分和普通 PC 机箱没有太多区别。它支持 M-ATX 主板和标准 ATX 电源。
接下来就需要开始考虑主板、CPU 等常规配置的组合了。
2. 主板、CPU 和电源
注：使用二手洋垃圾，我们可以把配件成本拉到很低。但是本文暂且使用普通消费级硬件。
这个配件组合有如下约束：
一个可选则组合大概是这样的：
当然还需要按需加点内存。通常一台 NAS 并不需要太多内存，所以这不会影响整体结果。电源规格有些偏高了，但是今天的 550W 电源几乎就是入门型号，再往下就是￥ 200 价位的产品了。
以上配件的整机价格大概是￥ 4000 左右，单盘成本大约是￥ 500 。
3. 机箱 (20 盘位)
即使是 NAS 发烧友，应该也不太可能在家里放这样一个大块头吧……银欣 RM43-320 的外形如下所示：
在尺寸上，最大的变化是深度达到了 66 cm ，因此大概需要 60 × 80 cm 的机柜才装得下。
此外，硬盘背板的规格也发生了变化。这款机箱配置了 5 条 PCB 背板，使用的是 SFF-8643 接口。
同样的，我们需要扩展卡来提供 SFF-8643 接口。
像这样的一块 PCI-E 3.0 x16 扩展卡，可以提供 4 个 SFF-8643 接口，也就是接 16 块硬盘：
它的价格和上文提到的那块 SFF-8087 一样，在￥ 200 左右。初次看到这个东西，很多人应该会疑惑一下：为什么规格高了至少 3 倍，但是价格居然持平，元器件数量明显还更少？
它的原因大概能猜到 (但是未考证)。喜欢屯视频线的同学应该听说过 HDMI/DP 互转的问题：DP 转 HDMI 时，只需要进行电气连接即可，但是反过来 HDMI 转 DP ，则需要专用芯片处理，不仅兼容性容易出问题，价格还更贵。PCI-E 转 SFF-8643 极有可能就是这种情况：理论上只需要做电气连接，就可以做出来这样一块转接卡，所以元器件极少，价格极其便宜。
当然，即使时 PCI-E 3.0 x16 也只能支持 16 块硬盘。如果准备一次性装好，支持 20 块硬盘，我们还需要一个 PCI-E 3.0 x4 的插槽，提供第 5 个 SFF-8643 接口。
接下需要更新主板、CPU 等配置组合。
4. 主板、CPU 和电源 (20 盘位)
这个配件组合有如下约束：
其中最复杂的问题是支持 20 块硬盘的供电。经查，机械硬盘在工作状态下，既需要 +12V 输入，也需要 +5V 输入。前者用于驱动盘片旋转，后者用于驱动数字电路。一块机械硬盘的总功耗大概是 10W ，然而我们并不知道其中多少是 +12V 的功耗，多少是 +5V 的功耗。
通常一块 650W 或 750W 的电源可以提供 100W 的 +5V 功率，和 500W 以上的 +12V 功率输出。分摊到每块硬盘上就是 5W 。实际情况是主板本身也需要占用一部分资源，实际分给硬盘的会更少一些。
因此，一块 650W / 750W 的电源，只能说是 "大概可以支持 20 块硬盘"。
另外一个问题是 PCI-E 3.0 x4 通道。一方面我们并不需要 PCI-E 4.0 ，应该使用低端主板；另外一方面，很多低规格主板只提供一条 PCI-E x16 和一条 PCI-E x1 物理接口，无法完整支持 20 块硬盘。
因此只能在主板上增加一些成本了。经过调整后的配置大概是这样的：
同样的，还需要按需加点内存。以上配件的整机价格大概是￥ 6000 左右，单盘成本从￥ 500 降至￥ 300 。
免责申明
本文基于互联网公开数据分析整理，仅用于学习和交流。不保证装机兼容性和可靠性。有大容量存储需求时，直接购买成品的 8 盘位 NAS 通常是更好的选择。
欢迎提出更优方案。
(但是二手服务器就不要讨论了，淘宝一搜就有。配置是真的高，价格是真的便宜，噪音也有点大)
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