Кластер мини-ПК, собранный своими руками

Зарождение идеи

В конце 2021 года во мне возникло стойкое желание собрать компактный домашний вычислительный кластер. Конкретных задач тогда не было (и до сих пор не появилось) — всё это делалось из чистого любопытства и ради удовольствия владения собственной мини-«облачной» инфраструктурой.

Изучая опыт других энтузиастов, заметил, что большинство собирают кластеры на Raspberry Pi. Однако цены на «малинки» к тому времени уже ощутимо выросли, поэтому я стал искать более доступные альтернативы.

От идеи полноценного сервера быстро отказался: это дорого, громоздко, шумно и энергозатратно, да и его мощностей мне явно бы хватило с запасом. Оптимальным решением показались мини-ПК.

Плюсы мини-ПК

• Компактность. Занимают минимум места и легко размещаются в ограниченном пространстве.

• Низкое энергопотребление. Практически не нагреваются и могут работать круглосуточно без серьёзных затрат электроэнергии.

• Бесшумность. Охлаждение в большинстве моделей пассивное или очень тихое.

• Доступность и масштабирование. Стоят заметно дешевле серверов, а при необходимости достаточно добавить ещё пару узлов.

• Портативность. Легко переносить или взять с собой.

• Гибкость конфигурации. Поддержка SSD, гигабитных и 2.5G-сетей, слотов M.2, наличие нескольких сетевых портов и приличного объёма оперативки позволяет запускать даже лёгкие кластеры Kubernetes.

Выбор оборудования

Перелопатив множество объявлений на Авито, я остановился на бюджетных моделях Lenovo IdeaCentre Q180 и Q190. Хотя Q180 на базе Intel Atom D2500/D2700 с 4 ГБ DDR3 и HDD на 240–500 ГБ не подойдёт для тяжёлых задач или полноценного Kubernetes-кластера, для первых экспериментов и простых сервисов его возможностей вполне достаточно. Если предстоит разместить на кластере WordPress-сайт — такой связки вполне хватит.

Пошаговая сборка кластера

22.01.2022

Получил коммутатор TP-Link LS1005G — 5 портов гигабитной сети за 890 ₽.

24.01.2022

Прибыли мини-ПК:

• Lenovo IdeaCentre Q180 ×2 по 3500 ₽ за штуку (одна машина с неисправным HDMI, но рабочим VGA).

• Lenovo IdeaCentre Q190 ×1 за 3000 ₽.

С учётом моего старого Q180 за 4000 ₽ в распоряжении оказалось четыре узла:

• Q180 ×3

• Q190 ×1

25.01.2022

Заказал монтажные стойки и винты для крепления накопителей — 1201 ₽.

27.01.2022

Расчёт показал, что понадобится блок питания минимум на 300 Вт (минимальная мощность одной мини-ПК — 60 Вт). Сформировал план работ:

• Уточнить количество и тип кабелей питания с учётом коммутатора.

• Переделать выходы под разъёмы 5.5×2.5 мм (нужно 4 шт.).

• Заменить термопасту и очистить систему охлаждения.

• Установить платы на монтажные стойки.

• Собрать сеть, поставить Ubuntu и настроить окружение.

29.01.2022

Нашёл старый ATX-блок питания на 800 Вт — проверил, мини-ПК стартуют от 12 В, так что его хватит с запасом.

31.01.2022

Смонтировал платы на стойках и наметил расположение узлов.

05.02.2022

Переделал питание: купил четыре автомобильных кабеля 2.5×5.5 мм по 160 ₽ каждый, кабель для коммутатора был в комплекте. Проверил — всё запускается без нареканий.

23.04.2022

Собрал основу корпуса и нижние опоры из оргстекла, склеив элементы термоклеем (пробовал сварку растворителем — неудачно).

30.04.2022

Вырезал и закрепил верхнюю крышку из оргстекла.

18.03.2023

Кластер завершён: все четыре узла стабильно работают под управлением Ubuntu Server 22.04.

Одна из машин Q180 оказалась слишком старой (BIOS 2011 года, не поддерживал загрузчик Ubuntu), поэтому я заменил её на ещё один Q190 за 4500 ₽ (5000 ₽ с доставкой) и настроил Kubernetes.

Итоговые затраты

Общая сумма расходов составила ~21 731 ₽ (без учёта оргстекла и кабелей RJ-45).

Заключение

Мини-ПК — отличная база для домашнего кластера: выбор конфигурации зависит от конкретных задач и бюджета. В современных условиях они часто выигрывают у Raspberry Pi по быстродействию и стоимости. Даже бюджетного б/у блока питания достаточно для питания четырёх мини-ПК и одного коммутатора, хотя многое зависит от модели.

 

Источник