Éliminer le goulot d’étranglement des E/S
Disque dur contre SSD : Pourquoi la différence compte
Il y a une bataille permanente entre les disques durs et les disques SSD, qui ont tous deux leurs avantages et leurs inconvénients. Un disque dur est composé d’un actionneur, d’un bras de lecture/écriture, d’une broche et de plateaux sur lesquels sont stockées les données. En cas de trafic élevé de demandes de lecture/écriture (notamment pour un grand nombre de fichiers de petite taille), le plateau tourne et la tête de lecture/écriture se déplace sans cesse pour rechercher les données dispersées sur le disque de manière non contiguë. C’est à ce moment-là que la latence se manifeste. Un SDD, en revanche, n’a pas de pièces mobiles et utilise une mémoire flash pour stocker les données, ce qui consomme moins d’énergie, ne provoque presque pas de bruit, de vibrations et de chaleur, et fonctionne à des vitesses plus élevées par rapport à un disque dur traditionnel.
Maintenant que nous comprenons la différence, alors qu’est-ce qu’un cache SSD exactement ? C’est l’espace de stockage temporaire des données fréquemment consultées (alias données chaudes) sur les puces de mémoire flash d’un SSD. En réservant une certaine partie comme cache où les données chaudes sont stockées, les SSD à faible latence peuvent répondre aux demandes de données plus rapidement, accélérant les vitesses de lecture/écriture et stimulant les performances globales.
Lorsque vous exécutez des applications nécessitant des IOPS aléatoires plus élevées ou lorsque de grandes quantités de données sont écrites sur des blocs non contigus (par exemple, des bases de données OLTP et des services de messagerie), la construction d’un système entièrement SSD peut brûler un trou dans votre poche. Mais n’ayez crainte, il existe une solution : le cache SSD. Vous pouvez monter un cache SSD sur un volume de stockage unique ou un LUN iSCSI au niveau du bloc pour créer un tampon de lecture/écriture et améliorer les performances d’accès aléatoire. Notez que puisque les grandes opérations de lecture/écriture séquentielles telles que le streaming vidéo HD manquent de modèles de relecture, de tels modèles de charge de travail ne peuvent pas bénéficier beaucoup de la mise en cache SSD.
Le cache SSD peut être catégorisé dans les deux modes suivants :
- Cache en lecture seule : Lorsque vous définissez un SSD en tant que cache en lecture seule, seules les données fréquemment consultées sont stockées dans le cache pour accélérer les vitesses de lecture aléatoire. Comme il n’est pas impliqué dans l’écriture des données, les données resteront saines et sauves même si le SSD tombe en panne.
- Cache en lecture-écriture : Par rapport au cache en lecture seule, le cache en lecture-écriture écrit les données de manière synchrone sur le SSD. Pour garantir la sécurité des données, il faut au moins deux SSD pour configurer le RAID 1 afin de permettre la tolérance aux pannes d’un SSD. Mais il y a toujours un risque de perte de données si le nombre de SSD usés dépasse la tolérance aux pannes dans une configuration RAID.
Le bon choix
Plus un SSD écrit fréquemment des données, plus sa durée de vie sera courte. Trouver un SSD adéquat qui correspond à vos demandes d’E/S est primordial car vous ne voulez pas que votre disque cache s’use trop rapidement. Lorsque vous choisissez les bons SSD pour mettre en place un cache SSD pour votre NAS, vous devez évaluer l’endurance du SSD en examinant de près deux spécifications : TBW (Terabytes Written) & DWPD (Drive Writes Per Day). TBW signifie la quantité cumulée de données qui peuvent être écrites sur un SSD pendant toute sa durée de vie, tandis que DWPD fait référence au nombre de fois où vous pouvez écraser l’ensemble du SSD chaque jour pendant la période de garantie. Si vous connaissez la capacité de votre disque et sa période de garantie, vous pouvez simplement convertir le TBW en DWPD ou vice versa à l’aide de l’équation ci-dessous :
- TBW = DWPD X 365 X Garantie (an) X Capacité (TB)
- DWPD = TBW / (365 X Garantie (an) X Capacité (TB))
Disons que votre SSD a une capacité de 2TB avec une garantie de 5 ans. Si le DWPD est évalué à 1, cela signifie que vous pouvez y écrire 2TB de données sur une base quotidienne pendant les 5 années suivantes. Sur la base de l’équation ci-dessus, le TBW sera de 1 * 365 * 5 * 2 = 3650TB. Vous feriez mieux de le remplacer avant qu’il n’atteigne 3650TB. Gardez une trace de votre utilisation quotidienne du NAS pour évaluer la quantité de données écrites et voir si le chiffre TBW répond à vos besoins.
Si votre utilisation quotidienne du NAS implique des applications à forte intensité d’écriture, il est recommandé d’opter pour des SSD d’entreprise afin de s’assurer qu’ils peuvent supporter une forte activité d’écriture. Les SSD grand public ont généralement un chiffre DWPD inférieur à 1. Il est possible de l’utiliser comme disque de démarrage, mais il ne peut pas supporter des charges de travail continues en lecture/écriture, cependant. La plupart des SSD d’entreprise, en revanche, ont un DWPD plus élevé allant de 1 à 10 et offre donc une meilleure endurance.
Démarrer sur la bonne voie
En dehors de l’endurance des SSD, vous devez également prendre en compte les besoins en mémoire du cache SSD. Comme un cache SSD nécessite une certaine quantité de mémoire système en fonction de la taille du cache, vous devrez peut-être mettre à niveau votre mémoire si vous souhaitez monter un cache SSD plus important. Pour maintenir la stabilité du système, seul 1/4 de la mémoire système préinstallée est alloué à la mise en cache SSD.
Puisqu’un SSD de 1 Go occupe environ 416 Ko de mémoire système (y compris la mémoire extensible), un cache en lecture seule SSD 2 X 128 Go (total 256 Go) nécessite au moins 104 Mo de mémoire, tandis qu’un cache en lecture-écriture SSD 2 X 128 Go (total 128 Go) consomme 52 Mo de mémoire. Il convient de noter qu’un manque de mémoire limitera, par conséquent, la taille du cache SSD.
Optimisation de l’efficacité du stockage
Si votre NAS dispose d’un emplacement PCIe, vous pouvez envisager d’installer une carte adaptateur SSD double M.2 qui prend en charge les SSD SATA et NVMe afin de stimuler les performances du cache. Avec le Synology M2D18, non seulement vous pouvez réserver plus de baies de disques pour le stockage de données, mais vous disposez également d’options SSD flexibles, car il prend en charge les modules M.2 au format 2280/2260/2242.
Lorsque vous envisagez d’ajouter un cache SSD pour optimiser les performances, outre le fait de vous référer à la liste de compatibilité pour connaître les SSD compatibles, nous vous recommandons vivement de consulter les indices TBW et DWPD dans les fiches techniques des disques pour vous assurer que l’endurance du SSD répond à vos exigences en matière de charge de travail.