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廃棄部品で作ったカスタムホームサーバー

2026/09/21 0:43

廃棄部品で作ったカスタムホームサーバー

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要約▶

Japanese Translation:

著者は、プライバシーの優先とクラウドストレージの継続費の廃止を目的として、Googleからの携帯電話の写真バックアップを独自に構築したサーバーへ移行しました。このシステムは Zotac MAGNUS EN1070K チェーシスを中心に構成され、回収された DDR4 メモリや部品に加え、購入したコンポーネントである 6 つの WD Red Plus ドライブ（それぞれ 8 TB）を利用しています。これらのドライブは Onshape で設計されたガラス充填 ABS 製の独自印刷ケース内で RAIDZ2 プールとして設定されています。当初 TrueNAS を採用していたものの、互換性のないハードウェアドライバーおよび制限の厳しいアプライアンス制約のため Kubuntu 24.04 に切り替え、現在はカスタム製「单一情報源」ダッシュボードの背後で Caddy の後ろに Docker サービスを実行しています。このシステムはメディア管理、写真インデックス化、バックアップを処理し、ESP32 で駆動されたタッチスクリーンを通じてローカルまたは遠隔からアクセス可能です。信頼性は自動暗号化と、ドライブを取り外してもデータ損失が発生しないことを確認した検証テストによって保証されています。ただし、熱性能は依然として課題であり、断熱された印刷ケースにより 5 つのベイが 45°C に達しており、追加冷却ファンを装備しているにもかかわらず理想的な温度を超えています。

本文

劣化したクラウドから脱却！Zotac MAGNUS EN1070K による自製 NAS 構築と TrueNAS から Kubuntu にの理由

Google や他社のクラウド事業者への依存を断ち切りました。

  • スマートフォンには長期間「アカウント容量が満杯間近」という警告が表示されていました。
  • Nextcloudへ画像バックアップを移行し容量を解放すると、警告は「バックアップがオフになっています」へと変わりました。
  • Gmail なども頻繁に不要な「アップグレード」を促す表示を行ってきました。
  • 「家族のデータを生涯にわたってレンタルスペースとして預け、Google に確認されること」を受け入れることはできません。

そのため、以下の目的のために自前で NAS（ネットワーク接続ストレージ）を構築することを決めました：

  • 家族のファイル一式を保存する場所
  • 数年分の画像データを自動でバックアップする仕組み
  • Linux イメージファイルを常時ダウンロードできるマシン

完成したビルト

パスカルのかくねり（Pascal's Wager）

近年、特に GPU の分野でコンピューター購入は非現実的になっていました。

  • GPU の重要性: 高速度な行列演算が必要になる可能性があるため、過去の購入したすべての PC に GPU が搭載されておりました。
  • 選択したマシン: Zotac MAGNUS EN1070K。
    • CPU: Intel Core i5
    • GPU: GTX 1070（パスカ世代アーキテクチャ）
    • 役割：メディアセンター、ゲーミングマシン、ロボット開発用。
    • 特徴：待機電力が低く、動画変換やローカル AI モデル実行に適しています。

カスタマイズと拡張

Zotac の初期仕様は 2.5 インチドライブを 1 台しか収容できませんでしたので、以下の改造を行いました：

  • ケース拡張: Onshape で設計し、ガラス充填 ABS レジンで 3D プリントしたボトムプレートを追加。
    • ICY Dock の 5 ベイホットスワップケージ搭載。
    • 印刷されたホルダーを追加して 6 ドライブ対応へ拡張。
  • 電源回路: 付属の 19.5V ブロックを DC-DC コンバータ経由で使用。
    • 6 ドライブ同時起動時でも約 125W の負荷に対応。
    • 空気循環用として Noctua ファンを採用。
  • ストレージ構成:
    • SATA ポート 6 つを M.2 スロット内蔵の ASM1166 エアダプター経由で使用。
    • 初期ブート用 SSD: 1TB（現在はブートドライブ兼用）。
  • その他のアップグレード:
    • メモリ：古いノート PC から回収した DDR4 2 枚で 32GB（最大容量）に達。
    • Wi-Fi カード：手持ち品で代替。
    • 購入品：ケージアダプター、HDD 6 台のみ。

「ハードモード」での挑戦

2026 年時点の市場状況と HDD 採用の理由

  • 背景: AI データセンターがドライブ、メモリ、GPU を買い占めており、SSD や NAND の価格が急騰しています。
    • WD 社の HDD 製造量は完売状態。
    • DRAM および NAND は半期で約 2 倍の価格高騰。
  • 選択: SSD を使う場合の費用は「腎臓 2 つ分」と言われるため、テラバイト単価を抑えるため HDD を採用。
    • eBay で中古 NAS ドライブを入手し、8TB WD Red Plus x6 のセットを購入しました。

RAIDZ2 プール構成と安定性検証

  • 構成: 6 台の HDD を 1 つの RAIDZ2 プールとして運用。
    • 未使用容量：43.7TB
    • 利用可能容量：29TB
    • 冗長性: 任意の 2 ドライブが故障してもデータは失われません。
  • 耐久性テスト:
    • 稼動中のプールからドライブを抜き取ると、読み書き機能と Samba サーバーは継続。
    • 数秒後にメールボックスにアラートが届く。
    • ドライブを再度挿入すると、自動的に**再構成（リシバラー）**が始まることを確認しました。
    • データが消失せず安定動作することを実証できました。

セキュリティと物理的仕様

  • 暗号化: 自己設計によりプールの暗号化を実装し、別機のキーサーバーからブート時の解凍を行っています（盗難時でもデータは無価値）。
  • 重量:
    • ケース本体：8.5kg
    • 電源ユニット換装後：300W モデルへ交換。
    • 総重量は 10kg を超える重いマシンです。

ファンのみによる冷却

熱管理の課題

  • 問題点: プリンテッドシェル（3D プリント）は金属製ケースと異なり、ドライブからの熱を絶縁してしまいます。
    • 6 ベイのうち 5 ベイがアイドル時でも約45°Cを超えています。
    • ダッシュボードに毎日温度警告が表示されます。
  • 試行錯誤: ケース改良や追加ファンの導入を試しましたが、蒸し暑さが解消されていません。
  • 現状: Noctua ファンは静かで精巧ですが、冬場を待つ改造計画を立てています。

視覚的装飾

小型ディスプレイの採用

  • コンセプト: 大画面への接続は想定せず、大胆なアプローチとして小型のディスプレイを採用。
  • 前面パネル (1.47 インチ):
    • 駆動基板: Zotac の USB パッドにハンダ付けした ESP32-S3 マイクロコントローラー。
    • 通信: NAS からシリアル通信でステータス情報を配信。
    • UI: C 言語と LVGL ライブラリで記述されたファームウェア。
      • スワイプ操作で閲覧可能の 7 つの画面表示（プール健康状態、ドライブ温度、アプリステータス、ネットワークスループットなど）。
      • 一定時間後自動睡眠モードへ移行し、タッチ操作で覚醒。
    • 利点: マシンそばを通るだけで現在進行中の状況が一目で把握可能。

電源メニュー機能

  • 前面パネルからシャットダウンまたは再起動が可能です。
  • 強制終了への対応として、義務的な威圧的なカウントダウン表示も実装しています。

TrueNAS の真実

TrueNAS を採用しなかった理由

  • 初期期待: YouTuber が推奨する完璧な NAS ディストリビューションを目指していましたが、大** разочарование（失望）**に終わりました。
  • 通信制約:
    • ルーターから離れて配置するため有線接続不可能（Wi-Fi のみ）。
    • TrueNAS の UI とコンソールはワイヤレスサポートが一切ありませんでした。
  • GPU 互換性の問題:
    • 最新リリースではオープンカーネルモジュールを採用し、NVIDIA ドライバーを排除。
    • その結果、パスカ世代の GPU（GTX 1070）が非対応となり、重石以外の機能も失われました。
  • 柔軟性の欠如:
    • Appliances（専用機）として設計されており、基本システムへの介入が制限される。
    • ディスプレイデーモンすら 
      /dev/ttyACM0
      と通信するだけで扱いにくい。

現在のアーキテクチャ（Kubuntu + Docker）

TrueNAS の代わりとして以下の構成に変更しました：

  • OS: Kubuntu 24.04 に ZFS ファイルシステムを組み込み。
  • サービス管理: 
    Caddy
    を通じて Docker Compose でアプリを構成。
  • ダッシュボード: 自作の Web インターフェースを採用。
    • デザイン：黒背景にアンバー（琥珀色）。
    • 機能：ハードウェア・サービスの完全なステータス表示、NAS 機能へのポータル。
    • データソース: ESP32 と同じソースオブザトゥルー（単一の真実）を使用し、JSON でシリアライズして送信。
    • API: バックアップや速度テストなどをトリガーするための Actions API を備えています。

運用と公開

  • 各アプリには独自ホスト名と TLS が設定され、git リポジトリとして管理されています。
  • make
    ターゲットにより、compose ファイル、systemd ユニット、Python スクリプト、C コードなどをリンチおよびテスト可能です。
  • このプロジェクトを独自の OS へと変革し、見栄えが良い段階になったら公開します。

私たちが NAS と呼ぶもの

「NAS」という名の時代遅れさ

  • 「ネットワーク接続ストレージ」ですが、このマシンは以下を行う家庭的なコンピューターです：
    • メディア配信
    • 写真のインデックス化
    • パスワードマネージャーの実行
    • 自宅用 Git リポジトリのホスティング
    • バックアップ管理
    • ISO ファイルのダウンロード
  • 位置づけ: 家の暖房や給湯器のように不可欠な存在です。

クラウドからの完全撤退

  • この構築は、クラウド依存からの最大のステップとなります。
  • データ主権: すべてのデータは所有者が所有し、常に視認範囲内に留まります。
    • サブスクリプションや利用規約への依存なし。
    • 企業がデータをトレーニングセットとして使うリスクなし。
    • 「容量満杯」の警告も消えました。
  • 展望: 家庭用コンピューターこそがデータの永続性、所有権、独立性を保障する存在であると確信しています。多くの人が引き出しに眠らせているハードウェアを活用すべきです。

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