Как настроить кэш SSD в Synology DS420+ с Kingston A2000. Тесты

SDD имеет заметное преимущество перед HDD в скорости чтения данных. Достигается оно благодаря тому, что твердотельный накопитель лишен движущихся деталей. Информация хранится во флеш-памяти, которая потребляет меньше энергии, работает тихо и практически не вибрирует.

Зачем в NAS нужен кэш

Нет считывающей головки, которая перемещается по диску в поисках нужных фрагментов информации. Более высокая скорость в сочетании с вышеперечисленными плюсами делает твердотельный накопитель удачным решением для кэширования данных в сетевом файловом хранилище, хотя основной массив информации хранится на жестких дисках.

SSD-кэш выступает в роли временного пространства для хранения данных, к которым часто обращаются устройства в домашней или офисной сети. Такие данные порой называют «горячими». Для пользователя будет выглядеть как заметно возросшая общая производительность локальной сети.

Скорость современных накопителей и устройств достаточно высока для того, чтобы в большинстве случаев пользователь не ощущал задержек. Речь о производительном оборудование, устаревшего и бюджетного не касаюсь. Многое зависит от выполняемой задачи.

Два подхода к реализации кэша в NAS

Первый состоит в применении только для чтения. В памяти твердотельного накопителя станут сохраняться часто используемые данные. В итоге возрастет произвольная скорость чтения. Поскольку твердотельный диск не используется непосредственно для хранения информации, даже если он выйдет из строя, файлы останутся в целости.

Второй предполагает, что в процессе кэширования данные синхронно сохраняются во флеш-памяти твердотельного накопителя. Обеспечить сохранность данных позволит применение как минимум двух SSD (RAID 1). Но даже в таком случае сохраняется вероятность потерять данные в результате износа твердотельных дисков.

Чем чаще диск записывает данные, тем быстрее изнашивается. При выборе нужно обращать внимание на характеристики долговечности и износоустойчивости накопителя.

Видеоверсия установки SSD кэша в Synology DS420+

Как выбрать SSD для сетевого хранилища

Особенно важен для кэша показатель TBW. Он отражает совокупный объем данных, который может быть записан на диск в течение всего срока его эксплуатации. Исчисляется в терабайтах.

Рассмотрю на примере 250-гигабайтного Kingston A2000 NVMe PCIe SSD. TBW модели — 150. Означает, в течение пятилетнего гарантийного периода на диск может быть записано 150 терабайт информации.

Synology рекомендует заменить кэш еще до того, как предельное число будет достигнуто.

Для сравнения, TBW 1-терабайтной модели линейки равен 600, 500-гигабайтной — 350. Высокая скорость последовательного чтения/записи (до 2000/1100 МБ/с) и низкое энергопотребление (0,0032 Вт в режиме простоя), определило мой выбор A2000 NVMe в качестве кэша NAS. Дополнительно отмечу, предельное энергопотребление в процессе записи — 4,5 ватта.

Главные характеристики по информации Kingston:

• Габариты — 80 мм x 22 мм x 3,5 мм.
• Масса — 6,6 г (250 ГБ, 1 TБ), 6,8 г (500 ГБ).
• Уровень вибрации в процессе работы — от 7 до 800 Гц.
• MTBF — 2 000 000.
• Продолжительность ограниченной гарантии и бесплатной техноподдержки вендором ― 5 лет.

Максимальная скорость чтения/записи случайных блоков:

• 250 ГБ – 150 000/180 000 IOPS.
• 500 ГБ – 180 000/200 000 IOPS.
• 1 ТБ – 250 000/220 000 IOPS.

Объем блока — 4 килобайта.

Температурный диапазон:

• эксплуатации: 0 — +70;
• хранения: -40 — +85.

Для дома и малого офиса спецификации более чем хороши, тем более с учетом довольно скромных цен.

Весомым аргументом стали для меня три десятилетия опыта компании, продукты которой доступны более чем в 175 странах. Означает, что при возникновении вопросов пользователя проконсультируют и он сам легко найдет в интернете информацию по теме. Ведь распространенные ситуации «компьютер не видит флешку», «телефон не читает карту памяти» зачастую нерешаемы, если применяются малоизвестные накопители. Попросту некому подсказать, как исправить.

Широкая распространенность устройств не менее важна, чем их качество, поскольку вероятность несовместимости «стандартного» оборудования с другими девайсами намного ниже, чем у «нестандартного». Сомневаюсь, что есть много пользователей, которые ни разу не слышали о Kingston. Если и не слышали, с большой вероятностью используют флешки и карты памяти бренда.

Кэш файлового хранилища относится к той же категории, что и флешка — является накопителем информации. Только применение более ответственное. А значит — не место для экспериментов.

NVMe — интерфейс, который уже сегодня можно считать одним из стандартов индустрии. Создан для повышения скорости работы твердотельных накопителей. Применяется не только в домашних и офисных компьютерах, но и в дата-центрах.

Процедура установки SSD накопителей в NAS

Берем два SSD NVMe накопителя для ускорения на чтение и запись. Переворачиваем NAS и снимаем заглушки.

После чего устанавливаем диски в разъемы, инструменты не нужны, достаточно немного отогнуть пластиковый крепеж и зафиксировать диск.

Ставим заглушки на место и включаем NAS, чтобы протестировать скорость дисков с использованием кэша и без него.

Процедура тестирования

Самый явный вариант тестирования – виртуальная машина. После загрузки DiskStation Manager запускаем Virtual Machine Manager, здесь у меня уже установлена операционная система Windows 7.

Первые тесты провожу без использования кэша, чтобы в этом убедиться, запускаем «Диспетчер хранения» и переходим во вкладку «Кэш SSD». Видим надпись «В системе отсутствует кэш SSD».

Заходим в виртуалку и запускаем утилиту CrystalDiskMark для тестирования накопителя.

Тесты без использования кэша

Первый тест проводился с размером файла 256 мегабайт. Это показатели скорости 2,5-дюймового диска без использования кэша.

Далее выставляем размер файла 2Гб и запускаем новый тест. Итоговые показатели такие:

Далее тестируем с размером файла 4Гб. Показатели теста:

Включение кэша

Теперь нужно выключить виртуальную машину и создать кэш из SSD накопителей Кингстон

• выбираем кэш чтения и записи, так как установлены два диска;
• далее выбираем раздел на который подключим кэш и отмечаем оба накопителя;
• выбираем тип рейда, в данном случае рейд 1 — зеркало;
• и устанавливаем объем, от себя рекомендую ставить 80% от общего объема, так SSD прослужат дольше;
• соглашаемся, что все данные будут уничтожены и жмем OK.

Готово, кэш работает, чтобы его скорость ощутить в полной мере, я несколько раз перезагрузил виртуальную машину, по итогу в кэше записалось чуть более 5Гб.

Тесты с использованием кэша

После включения кэша на чтение и запись, проводим три аналогичных теста. Сначала с размером файла 256 мегабайт:

Показатели колоссальны, последовательное чтение выросло в 7,5 раз. Но нас больше интересует произвольные чтение и запись. Рост скорости с использованием кэша просто космический. Далее будет сравнение.

Далее в утилите тестирования выставляем размер файла 2Гб и имеем такие результаты:

Обратите внимание не только на скорость в МБ/сек, но и на количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS) и тут рост не менее значительный.

И последний тест с размером файла 4Гб:

Сравнение результатов тестов

А теперь можно сравнить результаты тестов. Привожу пример в двух единицах измерения.

Вначале результаты тестов с размером файла 256 мегабайт:

Далее 2Гб:

И последний тест с файлом 4Гб. Результаты говорят сами за себя:

Когда пора поставить SSD-кэш

Кэш файлового хранилища повышает производительность при определенных рабочих нагрузках, связанных с высокой интенсивностью чтения и записи. К ним относятся работа с базами данных или виртуальными машинами. На скорость выполнения задач с последовательным чтением и записью влияния практически не оказывает. Поэтому потоковая трансляция видео или музыки быстрее не станет.

Если проще — прирост заметнее при работе с большим числом небольших файлов. Хотя применяю NAS преимущественно как домашнюю медиатеку, кэш мне необходим. Задачи никогда не сводятся к одной. Необходимость открыть и отредактировать текст или поработать над фрагментом проекта с телефона все равно возникает. Если добавить сюда запуск почтового сервера или сайта непосредственно с сетевого хранилища, то станет заметно, что без кэша система «подтормаживает».

ИТ-специалисту причина очевидна, но многие пользователи станут искать ее в роутере или менять мобильный девайс. Что еще неприятнее — с большей вероятностью скорость станет падать на задачах, связанных с работой или учебой. Рекомендовал бы поставить SSD-кэш сразу после приобретения файлового хранилища. В любом случае добавить твердотельный диск, если почувствовали «тормоза» при запуске файлов в локальной сети.

Ранее рассмотрел процесс замены HDD в NAS Synology. Показывал, как делиться файлами из локальной сети через интернет.

Какое оборудование необходимо в домашней локальной сети, которую используют не только для отдыха, но и для работы? Поделитесь своими мнениями в комментариях.