Eliminare il collo di bottiglia I/O
HDD contro SSD: Perché la differenza conta
C’è una battaglia in corso tra HDD e SDD, entrambi con i loro pro e contro. Un HDD è composto da un attuatore, un braccio di lettura/scrittura, un mandrino e dei piatti su cui vengono memorizzati i dati. Quando si ha a che fare con un alto traffico di richieste di lettura/scrittura (specialmente per un gran numero di file di piccole dimensioni), il piatto gira e la testina di lettura/scrittura continua a muoversi per cercare i dati sparsi sul disco in modo non contiguo. Questo è il momento in cui entra in gioco la latenza. Un SDD, tuttavia, non ha parti in movimento e utilizza la memoria flash per memorizzare i dati, che consuma meno energia, non causa quasi nessun rumore, vibrazioni e calore, e funziona a velocità più elevate rispetto a un disco rigido tradizionale.
Ora che abbiamo capito la differenza, allora che cosa è esattamente una cache SSD? È lo spazio di archiviazione temporanea dei dati ad accesso frequente (aka dati caldi) sui chip di memoria flash in un SSD. Riservando una certa porzione come cache dove vengono memorizzati i dati caldi, le SSD a bassa latenza possono rispondere alle richieste di dati più rapidamente, accelerando le velocità di lettura/scrittura e aumentando le prestazioni complessive.
Quando si eseguono applicazioni che richiedono IOPS casuali più elevate o quando grandi quantità di dati vengono scritti su blocchi non contigui (ad esempio, database OLTP e servizi di posta elettronica), costruire un sistema interamente SSD può bruciare un buco nella tasca. Ma non temere, c’è una via d’uscita: la cache SSD. È possibile montare una cache SSD su un singolo volume di archiviazione o su un LUN iSCSI a livello di blocco per creare un buffer di lettura/scrittura, migliorando le prestazioni di accesso casuale. Si noti che poiché le grandi operazioni di lettura/scrittura sequenziale come lo streaming video HD non hanno modelli di rilettura, tali modelli di carico di lavoro non possono beneficiare molto della cache SSD.
La cache SSD può essere classificata nelle seguenti due modalità:
- Cache di sola lettura: Quando si imposta un SSD come cache di sola lettura, solo i dati ad accesso frequente vengono memorizzati nella cache per accelerare la velocità di lettura casuale. Poiché non è coinvolta nella scrittura dei dati, i dati rimarranno sani e salvi anche quando l’SSD si rompe.
- Cache di sola lettura: Rispetto alla cache di sola lettura, la cache di lettura-scrittura scrive i dati in modo sincrono sull’SSD. Per garantire la sicurezza dei dati, hai bisogno di almeno due SSD per impostare il RAID 1 per consentire la tolleranza di errore di un SSD. Ma c’è ancora un rischio di perdita di dati se il numero di SSD usurati supera la tolleranza di errore in una configurazione RAID.
Scelta giusta
Più frequentemente un SSD scrive dati, più breve sarà la sua durata di vita. Trovare un SSD adeguato che si adatti alle vostre richieste IO è fondamentale, poiché non volete che il vostro disco cache si consumi troppo rapidamente. Quando si scelgono gli SSD giusti per impostare una cache SSD per il NAS, si dovrebbe valutare la resistenza dell’SSD guardando da vicino due specifiche: TBW (Terabyte scritti) & DWPD (Drive Writes Per Day). TBW indica la quantità cumulativa di dati che possono essere scritti su un SSD durante la sua intera vita, mentre DWPD si riferisce a quante volte si può sovrascrivere l’intero SSD ogni giorno durante il periodo di garanzia. Se conosci la capacità del tuo drive e il suo periodo di garanzia, allora puoi semplicemente convertire TBW in DWPD o viceversa con l’equazione qui sotto:
- TBW = DWPD X 365 X Garanzia (anno) X Capacità (TB)
- DWPD = TBW / (365 X Garanzia (anno) X Capacità (TB))
Siamo che il tuo SSD è 2TB con una garanzia di 5 anni. Se il DWPD è valutato 1, significa che puoi scriverci 2TB di dati al giorno per i 5 anni successivi. In base all’equazione di cui sopra, la cifra TBW sarà 1 * 365 * 5 * 2 = 3650TB. È meglio sostituirlo prima che raggiunga i 3650TB. Tieni traccia dell’uso quotidiano del NAS per valutare la quantità di dati scritti e vedere se il valore TBW soddisfa le tue esigenze.
Se l’uso quotidiano del NAS coinvolge applicazioni ad alta intensità di scrittura, si raccomanda di optare per SSD aziendali per assicurarsi che possano sopportare una pesante attività di scrittura. Gli SSD consumer di solito hanno una cifra DWPD inferiore a 1. È adatto per usarlo come unità di avvio, ma non può sopportare carichi di lavoro continui di lettura/scrittura, però. La maggior parte degli SSD aziendali, al contrario, ha un DWPD più alto che va da 1 a 10 e quindi fornisce una migliore resistenza.
Inizio sulla strada giusta
Oltre alla resistenza dell’SSD, dovresti anche considerare i requisiti di memoria della cache SSD. Poiché una cache SSD richiede una certa quantità di memoria di sistema a seconda della dimensione della cache, potrebbe essere necessario aggiornare la memoria se si vuole montare una cache SSD più grande. Per mantenere la stabilità del sistema, solo 1/4 della memoria di sistema preinstallata viene allocata per la cache SSD.
Siccome un SSD da 1GB occupa circa 416KB di memoria di sistema (inclusa la memoria espandibile), una cache SSD di sola lettura 2 X 128GB (totale 256GB) richiede almeno 104MB di memoria, mentre una cache SSD di lettura-scrittura 2 X 128GB (totale 128GB) consuma 52MB di memoria. Va notato che una mancanza di memoria limiterà, quindi, la dimensione della cache SSD.
Ottimizzare l’efficienza dell’archiviazione
Se il NAS dispone di uno slot PCIe, è possibile considerare l’installazione di una scheda adattatore SSD dual M.2 che supporta sia SSD SATA che NVMe per aumentare le prestazioni della cache. Con Synology M2D18, non solo è possibile riservare più alloggiamenti per l’archiviazione dei dati, ma si hanno anche opzioni SSD flessibili, poiché supporta moduli M.2 in formato 2280/2260/2242.
Quando si considera l’aggiunta di una cache SSD per ottimizzare le prestazioni, oltre a fare riferimento all’elenco di compatibilità per trovare gli SSD compatibili, si consiglia anche di consultare le valutazioni TBW e DWPD nelle schede tecniche delle unità per assicurarsi che la resistenza SSD soddisfi i requisiti del carico di lavoro.