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Sim, o Linux em uma unidade flash USB é factível. David Spillett discutiu algumas das opções em outra pergunta hoje. A outra pergunta é específica do Ubuntu, mas os conceitos gerais (instalação do tipo "LiveCD" versus instalação do tipo "hard-drive") são praticamente independentes de distribuição.
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Francamente, não sou fã do processador Intel Atom D510. Verifique o gráfico de especificações Atom . O Atom 330 é praticamente o mesmo processador com 2/3 do consumo de energia. Você pode encontrar uma variedade de placas Mini-ITX Atom 330 (no Newegg ou em outro lugar) que fornecem mais portas SATA ou outras configurações. Eu peguei o IONITX-FE Atom + ION da Zotac (3 portas SATA, Wifi PCIe) algumas meses atrás e fiquei muito satisfeito com isso.
Eu estava construindo um desktop / HTPC; se eu estivesse apontando para um servidor de armazenamento de rede, estaria procurando mais portas SATA. As 2 portas SATA na sua placa D510 são bastante limitadas. Newegg lista um par de outras Placas Zotac com 4 portas SATA e a NM10-BE com 6 portas SATA. (O NM10-B-E é uma placa Mini-DTX, portanto, pode não caber em um gabinete Mini-ITX. Ele usa a CPU D510.)
[*] Eu apenas vinculei as placas da Zotac porque tenho experiência direta com um modelo específico e me sinto à vontade para recomendá-lo. Existem outras placas Atom de outros fabricantes; pesquisar antes de comprar. Meu ponto principal é que a diretoria que você mencionou pode não ser a melhor escolha.