Vorbereitung zur DEB 10 Linux Installation


© April 2020, Letzte Änderung 05.03.22

Vorbereitungen

Bevor man sich Hardware anschafft,
sollte man sich Gedanken machen was man damit überhaupt machen möchte
um die nötigen Ressourcen einschätzen zu können.
Grob kann man folgende Aspekte betrachten.

Nach den hiesigen Grundüberlegungen, ist zunächst ein Boot-Medium zu erstellen.
Siehe Bootmedium erstellen

Danach folgt die nicht graphische erste Installation
auf eine neue leere Platte.
Grundlagen, wie welche Desktop-Oberfläche, Partitionierung, etc.

Seit DEB 10 ist es möglich via Live-CD eine erste Installation
auf eine neue leere Platte zu erstellen.

Statt ein bestehende System für einen Upgrade zu überschreiben,
empfehle ich eine Zweit-Installation.
Zum Einen habe ich dann immer eine funktionierende Fall-Back-Lösung
und zum Anderen ist es dann leichter Konfigurationen zu vergleichen.

Die weitere Installation, neben z.B. einen alten DEB 9 Systeme,
habe ich via Live-System erstellt.
Seit DEB 10 gibt es die Möglichkeit ein
Live-System (bootet von CD/USB) zu verwenden.
Vom Live-System kann man dann bequem
die dann nicht benutzten Partitionen ändern
und ein neues System installieren.

Weitere Schritte sind auf folgenden Seiten beschrieben.

CPU-Leistung

Um ein Gefühl entwickeln zu können, was man denn so wirklich benötigt,
habe ich mal eine Tabelle der von mir verwendeten Hardware erstellt.
habe ich die Rechenleistung und den Verbrauch mit dargestellt.

Nicht unerwähnt sein sollte, dass ich mich privat eher
im low-power Bereich bewege.
Dabei setzte ich bevorzugt (siehe wikipedia.org )
mini ITX  (170 x 170 x 40..80 mm Höhe) ein,
was nicht unbedingt repräsentativ ist.

CPU Mark (oder früher Passmark cpubenchmark.net ) ist eine Schätz-Zahl
um verschiedene Systeme miteinander zu vergleichen.
Leider habe ich darin bisher keine ARM-Prozessoren
(z.B. BCM2711; Raspberry 4) gefunden.

Nicht unerwähnt sollte es sein, daß man genaugenommen zwischen Single-Thread
und Multi-Thread unterscheiden muß.
Denn nicht jede Software verteilt seine Aufgaben, im optimalen Fall gleichmäßg,
auf alle zur Verfügung stehnde Kerne.
Das heißt unter Umständen verhält sich ein 2 Kerner mit
jeweils leistungsfähigeren Kernen besser
als ein 4-Kerner mit insgesamt etwas mehr Rechenleistung.

Da CPU Mark nicht Android-Prozessoren mit Intel-/AMD-Prozessoren vergleicht,
kam mir eine Nachricht sehr recht.
Sehr wahrscheinlich kann man auf vielen Platformen
folgenden Befehl als Benchmark aufrufen.

openssl speed -elapsed -evp aes-128-cbc
You have chosen to measure elapsed time instead of user CPU time.
…
The 'numbers' are in 1000s of bytes per second processed.
type         16 bytes    64 bytes    256 bytes  1024 bytes  8192 bytes 16384 bytes
aes-128-cbc 675064.32k 1349303.04k 1421738.84k 1440545.79k 1446046.38k 1446445.06k

Etwas ungerecht, kann es dennoch werden, da Intel und AMD,
speziell für den AES - Advanced Encryption Standard
ab 2008 spezielle Befehle implementiert haben.
Und interessant ist, daß die Option  -evp cipher   etwa den Faktor 5,6 ausmacht.
Gerechter wird es also erst bei De-aktivierung der Hardware-Beschleunigung.

openssl speed aes-128-cbc              oder
OPENSSL_ia32cap=”~0x200000200000000″ openssl speed -elapsed -evp aes-128-cbc
…
type             16 bytes     64 bytes    256 bytes   1024 bytes   8192 bytes  16384 bytes
aes-128 cbc     244152.39k   255344.96k   256584.28k   257944.23k   258615.98k   258637.82k

Wobei mit OPENSSL_ia32cap=… eine Umgebungsvariable gesetzt wird,
welche die Intel SHA-Erweiterung (Hardware-Beschleunigung) abschaltet.

Da die md5 Chiffre oder cipher weniger die Hardware-Unterstützung nutzen kann ,
habe ich sie mit der 16k Blockgröße in folgender Tabelle verwendet.
openssl speed -elapsed -evp md5

Jahr CPU
Mark
md5 Board CPU Frequenz TDP
2004 358 Asus ATX
A7N8X-E Delux
Athlon XP 2500+ 1x 1,9 GHz
2006 754 Lenovo Thinkpad
T60
Intel Genuine T2400 2x 1,8 GHz 31 W
2007 1139 Gigabyte ATX
GA-MA790XT-UD4P
AMD Phenom Ii X2-550 2x 3,1 GHz 80 W
2008 1279 AOpen mini ITX
i965GMt-LA
Intel Celeron 965GM 1x 800 MHz
2011 817 Asus Laptop
X5D1D
Intel Pentium T4500 2x 2,3 GHz 35 W
2013 2871 Lenovo Laptop
T430s
Intel i7-3520M 2x 2,9 GHz 35 W
2013 3006 Gigabyte mini ITX
GA-F2A85XN-wifi
AMD A10-5800K 4x 4,2 GHz 100 W
2014 1054 354.724 Biostar mini ITX
NM70I-1037U
Intel Celeron 1037U 2x 1,8 GHz 17 W
2014 2890 AsRock ATX
980DE3/U353
AMD FX-4130 4x 3,8 GHz 125 W
2017 909 Medion Laptop
E2228T
Atom x5-Z8350 4x 1,9 GHz 4 W
2017 2266 AsRock mini ITX
J3455B
Intel Celeron J3455 4x 1,5 GHz 10 W
2017 2878 Lenvo ThinkPad
i7-3520M
Intel Core i7-3520M 2x 2.9 GHz 35 W
2018 3197 ASRock mini ITX
AB350
AMD A12-9800E 4x 3,1 GHz 35 W
2018 13384 773.122 ASRock mini ITX
B450
AMD Ryzen 5 2600 6x 3,4 GHz 65 W
2018 2266 446.130 Gigabyte mini ITX
J3455N-D3H
Intel Celeron J3455 4x 1,5 GHz 10 W
2015 95.901 Raspberry 65 x 30
Zero W
ARMv6 1x 1,0 GHz 2 W

Ich hoffe man kann gut sehen,
was vor ca. 13 Jahren 80 W benötigte (Phenom li X2-550),
hat 7 Jahre später einen Verbrauch von 17 W (Celeron 1037U)
und ist vor 3 Jahren mit doppelter Rechenleistung
mit 10 W ausgekommen (Celeron J3455).

Gut 1000 CPU Mark reichen locker für übliche Schreibtisch-Tätigkeiten.

Diverse 3D-Zeichnungen und Elektro-CAD Layouts habe ich mit einen typischen Desktop-System
mit ca. 3000 CPU Mark System (mit 2 Bildschirmen) erstellt, ohne dass ich warten musste.
Mehr CPU-Rechenleistung ist eigentlich nur bei 3D-Echtzeit-Berechnungen
(typischerweise bei Spielen) nötig (oder wenn man den Komfort erhöhen möchte ;-).

Fazit: Auf einer 10 W Hardware, kann nicht nur der Web-Server, die Firewall,
das Backup-System, die Mailbox, der Druckerserver, etc.
gleichzeitig, ohne nennenswerte Einbußen, betrieben werden.
In der 60 W Kategorie hat man schon einen sehr performanten Desktop-Rechner und
ab ca. 200 W darf man, meiner Meinung nach, schon von einen Gaming-PC reden ;-)

Wenn man diesen Trend so weiter führt,
ist es verständlich das bald die Rechenleistung des Mobil-Telefons ausreicht
um gewöhnliche Schreibtisch-Tätigkeiten auszuführen.
Vielleicht etwas früh hat es bereits 2013 Ubuntu versucht,
siehe ein Artikel von golem.de.

Quellen

highgo.ca   The performance test on the AES modes
openssl.org   OpenSSL - Cryptography and SSL/TLS Toolkit
openwrt.org   OpenSSL benchmarks
openwrt.org   OpenSSL benchmarks
wikipedia.org   Intel SHA extensions

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Graphik - GPU-Leistung

Für normale Office-Anwendungen ist heutzutage nicht wirklich eine Graphik-Karte nötig.
Komplett-Systeme enthalten meist eine CPU mit GPU, welche völlig ausreicht.

Echtzeit-Video Dekodierung, z.B. TV-Darstellung in hoher Auflösung
z.B. UHD (3840 × 2160; ca. 15..25 MBit/s je nach Anbieter) oder Grafik-Spiele
sind da ein Sonderfall und wesentlich Rechen-aufwändiger.

Möchte man z.B. H.264 Videos in Full-HD (1920 x 1080; ca. 4..8 MBit/s je nach Anbieter) sehen,
sind etwa 80   videocardbenchmark.net Passmark: G3D Mark   erforderlich.

Das untere Ende ist sicherlich der oben aufgeführte über 10 Jahre alte T60-Laptop.
Er hat eine Radeon X1300 GPU mit 40 G2D Mark, was z.B. für DVB+ gucken nicht mehr ausreicht.

Etwa am oberen Ende der Fahnenstange befindet sich eine Radeon VII Grafikkarte,
welche bereits von AMD nicht mehr hergestellt wird und welche bei dem Händler meines Vertrauens
mindfactory.de   bereits schon 800 Mal (Stand April 2020) über den Ladentisch gegangen ist.
Die 3.840 Stream-Prozessoren schaffen gerade mal 17.642 G3D Mark,
siehe   videocardbenchmark.net,   bei einer Leistungsaufnahme von bis zu 300 W und
kostet für die 16 GB Speicher gerade mal einen Schnapper von 571,-

Quellen

3dcenter.org   Grafikkarten-Performance unter Linux: nVidia nach wie vor
  mit den durchgehend solideren Ergebnissen
pcwelt.de   Grafikkarten & Monitore in Linux optimal nutzen

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Arbeitsspeicher: RAM

Für normale Office Tätigkeiten, dümpelt die CPU mehr oder weniger im idle herum.
Trotzdem kann es passieren dass man wartet.
Das liegt meist daran, dass weder das ganze Betriebssystem,
noch die Anwendung (z.B. Office) komplett im Arbeitsspeicher vorhanden ist,
sondern bei Bedarf von der wesentlich langsameren Festplatte nachgeladen werden muss
(daher z.B. der Name DOS - disk operating system).

Ein Schlüssel ist also eine möglichst schnelle Festplatte mit möglichst viel RAM zu kombinieren.
Um ein Gefühl für den Geschwindigkeitsvergleich zu bekommen, hier die groben Größenordnungen.

Auch wenn der Vergleich etwas hinkt, weil ich relativ alte Platten mit relativ neuen Speicher vergleiche,
so bleibt doch die Größenordnung.

Konkret heißt das, ich habe in Rechnern ab 2018 2x 8 GB RAM eingebaut.
Die RAM Geschwindigkeit/Frequenz richtet sich nach meiner gewählten CPU.
Beispielsweise kann die Ryzen 5 2600 CPU bis max. 2933 MHz sein RAM-Interface bedienen.
In diesem Fall habe ich dann bezahlbaren DDR4-2133 Speicher
mit möglichst kleiner Cache-Latenz (die erste Zahl in fett) gewählt.
Ansonsten bevorzuge ich RAM mit kleiner Spannung,
was meist auch weniger Verbrauch bedeutet und auf eine modernerer Fertigung hin deutet.
Und in machen Fällen kann noch die Bauhöhe des Moduls ein Thema sein.

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Nicht flüchtiger Speicher: SSD, Harddisk

Aufgrund obiger Abschätzung, kann man ein paar Prioritäten ableiten.

  1. Wenn nur eine Platte möglich ist, wie z.B. bei Laptops,
    so sollte das möglichst eine SSD sein.
    Gerade bei Laptops ist die verbaute 2,5" Festplatte eklatant langsamer als eine SSD.
  2. Habe ich bei der SSD die Wahl zwischen einer PCIe (nur bei M.2)
    oder einer SATA-Schnittstelle (M.2 oder 2,5"),
    bevorzuge ich natürlich die wesentlich performantere 4x PCIe-Schnittstelle.
  3. Habe ich verschiedene SSD's in die engere Wahl gezogen
    (Schreib Performance: > 300 IOPS,   > 2000 MByte/s;   > 300 TBW Haltbarkeit; < 15ct / GB ),
    fällt auf, das die größeren Modelle einer Serie meist bessere Daten haben.
  4. Bei einer klassischen Festplatte - HD
    bevorzuge ich eine etwas teurere und etwas langsamere 3,5" NAS-Platte
    welche für 24x7 h (rund um die Uhr = Dauerbetrieb) ausgelegt ist.
  5. Passen die Daten nicht mehr auf eine bezahlbare SSD,
    speichere ich auf der SSD nur die Betriebssysteme inclusive der Anwendungen & Swap-Partition.
    Auf die HD kommen dann die übrigen Daten,
    wie Musik, Videos, Bilder, Texte, Diagramme, Dokumente, etc.

Neben der Technologie-Frage gibt es noch die Größen-Frage.
Daher ein paar Erfahrungswerte aktueller Betriebssysteme incl. Applikationen.

Je nach Applikation unterschiedliche Konfiguration:

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Energieverbrauch

Ein normales PC-Netzteil oder auch ATX Netzteil ist unter 300 W nicht zu bekommen.
Und auch wenn der aufgebaute PC nur rund 100 W oder weniger benötigt,
ist diese Leistungsangabe oder mehr empfohlen.
Des weiteren kommt hinzu dass sich die Wirkungsgrad-Angaben
meist auf Volllast beziehen und bei Teillast meist schlechter sind.

Kleines Beispiel: be quiet BQ L8-300W mit 80 PLUS Bronze Zertifizierung;
Test siehe technic3d.com

Als bessere Lösung, im Sinne von Wirkungsgrad, Platzbedarf und Flexibilität
habe ich mich entschieden mit einen Industrie-Netzteil 12 V zu erzeugen
z.B. 150 W mit den MeanWell MW RSP-150-12
mit mindestens 90% Wirkungsgrad siehe reichelt.de
und daraus dann je ITX-PC (in meinen Fall 4 PC's)
mit je einen Pico-PSU-90 ATX-Netzteil siehe amazon.de die nötigen ATX-Spannungen zu erzeugen.

Das PicoPSU-80 (statt -90) kann ich übrigens nicht so empfehlen,
da die meisten ITX-Boards einen 12 V Anschluss für ihre GPU benötigen,
welche ich mir dann über Adapter-Stecker aus den HD-Versorgungsstecker beziehen muss.

80 Plus Standard @ 230 V

Die 80 Plus-Zertifizierung ist ein Standard für PC-Netzteile mit einen Wirkungsgrad > 80%

η - Bronze Silver Gold Platinum Titanium
10% Last - - - - - 90%
20% Last - 81% 85% 88% 90% 94%
50% Last - 85% 89% 92% 94% 96%
100% Last - 81% 85% 88% 91% 91%

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Hardware Zusammenfassung - Desktop PC

Für meine PC's habe ich oft die 100€ Regel angewandt
(100 für HD, 100 für RAM, 100 für CPU, 100 für Motherboard, etc.).
Hier habe ich für meinen persönlichen Desktop-PC etwas mehr ausgegeben.
Er besteht nun aus folgenden Komponenten.

Also in Summe ca. 800,- zum damaligen Datum.
Da in dem IT-Bereich ein entsetzlicher Preisverfall herrscht, habe ich das Datum angegeben.
Beispielsweise habe ich ein fast ähnliches RAM 4 Monate später für unter 140 statt 170 gekauft.

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Hardware Zusammenfassung - Backup PC

Meinen Backup-PC habe ich nicht ständig an und könnte daher mehr Strom verbrauchen.
Es könnte also ein älterer PC sein,
wie z.B. ein Biostar MN70I-1037U mit 1021 cpubenchmark.net PassMark CPU Mark.
Aber er sollte auch so performant sein,
dass ich keine Einschränkungen (länger warten) beim Backup habe.
Daher ist es mittlerweile ein etwas überperformanter
ASRock J3455B-ITX mit 2272 PassMark CPU Mark am werkeln.
Auch würden 4 GB RAM, statt 8 GB reichen.

Also in Summe ca. 377,- zum damaligen Datum.

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Hardware Zusammenfassung - always on PC

Der "always on PC" hat 2 Ethernet-Ports, was Ihn prädestiniert für eine Firewall z.B. OPNsense.
Nur Zeit habe ich dafür noch nicht gefunden…
Also laufen zurzeit auf Ihn nur 2 virtualisierte Systeme: Ein Webserver und ein Mailserver.
Wegen der Virtualisierung, habe ich recht viel Speicher verbaut.
Er besteht nun aus folgenden Komponenten.

Also in Summe ca. 260,- zum damaligen Datum.

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