Cache SSD: WD Blue può aumentare la velocità del mio Synology?
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Cache SSD: WD Blue può aumentare la velocità del mio Synology?

Martin Jud
Zurigo, il 19.10.2020
Traduzione: Leandra Amato
La cache SSD nel NAS accelera il flusso di dati tra RAM e HDD. In teoria, dà una marcia in più alla tua memoria di rete – funge da postbruciatore. In pratica, però, le sue fiamme non hanno sempre la stessa intensità.

I quattro dischi rigidi da 8 TB Seagate Ironwolf del mio NAS DS918+ Synology hanno una velocità di trasferimento fino a 210 megabyte al secondo, ovvero 1,68 gigabit al secondo, che a prima vista possono facilmente alimentare la mia rete gigabit. Tuttavia, sia gli HDD che gli SSD forniscono velocità di trasferimento veloci solo se la connessione dati è innanzitutto progettata per questo e, in secondo luogo, i file da inviare non sono troppo piccoli – più grandi di 128 kilobyte.

A proposito, i 128 kilobyte non me li sto inventando. Sono dimostrati dai test, come anche questa recensione dell'SSD del mio collega Kevin:

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Poiché l'hard disk o l'unità di memoria a stato solido devono essere velocizzati durante la copia di ogni nuovo file, molti file piccoli vengono copiati più lentamente di quelli grandi. Tuttavia, le velocità teoriche di scrittura e lettura degli SSD sono molto più elevate di quelle degli HDD. Ed è qui che entrano in gioco due SSD WD Blue SN550 che, secondo le specifiche tecniche, possono raggiungere una velocità dieci volte superiore a quella dei miei HDD NAS: per l'accesso in lettura fino a 19,2 gigabit al secondo, per l'accesso in scrittura fino a 14. Ma solo in teoria.

Se vuoi sapere in modo più dettagliato a cosa serve una cache SSD, leggi questo articolo:

*NAS Upgrade**: a cosa serve la cache SSD?
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In sintesi, l'obiettivo della cache SSD nel normale funzionamento, è quello di mettere a disposizione più rapidamente una piccola parte del totale dei dati memorizzati – la parte a cui si accede frequentemente. La memoria di rete utilizza un algoritmo Least Recently Used (LRU) per determinare quali file mettere nella cache.

Preparativi per i test: installazione e configurazione della cache

Il mio NAS può integrare un massimo di due SSD – il minimo per creare una cache di lettura-scrittura su un dispositivo Synology. Con un solo SSD si potrebbe creare una cache di lettura, ma questo non velocizzerebbe gli upload sul dispositivo.

Ho due SSD WD Blue da 500 gigabyte, che possono essere installati in un minuto. Due coperchi di plastica sul fondo della custodia del NAS lasciano libere le porte M.2, facilitandone l'installazione.

Se dopo aver letto questa recensione decidi di passare alla cache SSD, puoi consultare la guida alla cache SSD di Synology per ulteriori indicazioni. Fornisce anche raccomandazioni sulle dimensioni della cache sulla base delle statistiche di accesso degli ultimi giorni.

Sulla base del trasferimento di dati degli ultimi giorni, suggerisce la dimensione di cache SSD da installare.
Sulla base del trasferimento di dati degli ultimi giorni, suggerisce la dimensione di cache SSD da installare.

Nel mio caso la dimensione consigliata di 4,6 terabyte potrebbe non essere corretta. Negli ultimi giorni ho copiato molti più file del solito a scopo di test. Pertanto, la valutazione di Synology è solo a scopo statistico. Spero che i risultati dei miei test mi forniscano maggiori informazioni su quanto grandi e veloci dovrebbero essere gli SSD nel mio caso. E se ne vale la pena.

Una volta installati gli SSD e riavviata la memoria di rete, puoi creare la cache in DiskStation Manager come segue:

1. Apri «Gestione archiviazione» («storage manager»).

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2. Seleziona la voce di menu «SSD Cache» e clicca su «Create».

3. Segui le istruzioni: seleziona la modalità cache (solo lettura o lettura-scrittura), il volume, gli SSD che vuoi utilizzare e i tipi di RAID. Nel mio caso, con la cache di lettura-scrittura, funziona solo RAID 1. RAID 5 e 6 rimangono in grigio. La procedura guidata di configurazione rileva automaticamente che nient'altro è compatibile con il mio NAS RAID 10.

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4. Seleziona la dimensione della cache desiderata. Una certa quantità meno del massimo ha senso solo se disponi anche di volumi diversi tra i quali vuoi dividere lo spazio SSD.

La cache SSD viene ora integrata al sistema, il che richiede un po' più di un minuto.

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Terrò sempre d'occhio la visualizzazione della precedente dimensione della cache SSD sull'immagine sopra durante i prossimi test per assicurarmi che i dati arrivino davvero dove devono arrivare. Ora è tutto pronto per i test. Quasi tutto:

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Dopo aver creato una nuova cache SSD, sotto «Configure» si trova la voce «Skip sequential I/O». Questa opzione è attivata correttamente. A differenza della lettura o scrittura mista o casuale, gli accessi I/O sequenziali – per esempio quando si copia un file video di grandi dimensioni – con una cache SSD hanno solo un piccolo vantaggio dovuto all'aumento della velocità. Per questo motivo, e soprattutto per preservare la durata di vita degli SSD, quando questa opzione è attivata si accede direttamente agli HDD durante le operazioni sequenziali. Per questa recensione, tuttavia, ho disattivato la voce in modo che tutto funzioni tramite cache.

Test cache SSD: trasferimento dati via Gigabit Ethernet e USB 3.0 (5 Gbit)

Poiché la mia rete fornisce solo un gigabit al secondo, ma voglio anche mostrare l'impatto della cache su una connettività più veloce, procedo con il test in tre modi: con un SSD esterno Samsung collegato direttamente alla porta USB 3.0 del NAS, che fornisce fino a 5 Gbit/s, il trasferimento tramite Gigabit Ethernet e, infine, la velocità di copia interna.

Per coprire diversi scenari, ho scelto i quattro test seguenti per determinare la velocità media di upload e download, sia con che senza cache SSD:

  • Trasferimento dati di un grande file video – versione UHD di «Matrix Revolutions» MKV con 50,5 gigabyte.
  • Trasferimento dati di numerose foto in formato RAW – 2215 file ARW di una Sony RX100, con una dimensione media di 19,8 megabyte.
  • Trasferimento dati di numerosi file JPG – 2349 foto con una dimensione media di 4,4 megabyte.
  • Trasferimento dati di numerosi file piccoli – 14 380 caratteri diversi in formato TTF con una media di 59 kilobyte.

Il test da 50,5 GB con un filmato UHD

Come riscaldamento, oltre che per sondare la possibile velocità massima media della configurazione attuale, inizio i test con un film UHD. Carico e scarico 50,5 gigabyte. A seconda della connessione e della direzione di trasferimento, questo richiede solo 3 minuti e 41 secondi o fino a 7 minuti e 39 secondi per ogni tentativo.

In dettaglio, il NAS (Network Attached Storage) si comporta come segue – da notare che ho colorato i risultati con cache SSD in verde e che tutti i risultati sono in megabyte al secondo:

Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD
Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD

Se metto in relazione i risultati, con la cache SSD ottengo il seguente aumento di velocità copiando un file di 50,5 gigabyte:

USB Download
(5 Gbps)
+12.86%+26.1 MBps
USB Upload
(5 Gbps)
+8.59%+16.7 MBps
LAN Download
(1 Gbps)
+0.44%+0.5 MBps
LAN Upload
(1 Gbps)
+0.44%+0.5 MBps
Internal Copy+47.05%+74.9 MBps

Quando si trasferiscono file molto grandi, la copia interna trae il massimo beneficio dalla cache. Non mi sorprende. Tuttavia, mi sarei aspettato un aumento di velocità decisamente maggiore. Forse la cache SSD è già piena o la temperatura è troppo alta? In ogni caso, i 234,1 megabyte al secondo, o 1,87 gigabit al secondo, rappresentano un aumento del 47,05 percento rispetto al funzionamento di un HDD.

L'SSD collegata alla porta USB ha una velocità di uscita di circa un decimo in più. La connessione LAN non beneficia affatto della cache. Con 113 megabyte al secondo, è il massimo che si può ottenere con la mia attuale configurazione di rete.

Il test da 19,8 MB con dati fotografici RAW

Invio 42,8 GB di dati fotografici RAW con una dimensione media di 19,8 MB per ciascun file. Ci vogliono da 3 minuti e 23 secondi a 9 minuti e 6 secondi per ogni passaggio.

Ecco i risultati:

Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD
Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD

Aumento della velocità con la cache SSD quando si trasferiscono file con una dimensione di 19,8 megabyte:

USB Download
(5 Gbps)
+12.25%+23.5 MBps
USB Upload
(5 Gbps)
+0.91%+1.8 MBps
LAN Download
(1 Gbps)
+21.89%+17.6 MBps
LAN Upload
(1 Gbps)
+4.80%+3.9 MBps
Internal Copy+57.88%+79.7 MBps

Rispetto al grande file MKV, la velocità di trasmissione diminuisce di circa 15-20 MB/s. Ma ora tutte le connessioni beneficiano della cache. L'aumento di velocità di oltre il 20% nei download con la rete locale mi rende felice, poiché spesso carico i dati RAW direttamente dalla memoria di rete in Photoshop. A livello di memoria, c'è un aumento di velocità di quasi 5%.

La copia tramite porta USB è due volte meno efficace. In cambio, la copia interna con cache SSD è molto elevata e ottiene un aumento di quasi 80 MB/s.

Il test da 4,4 MB con file JPG

Con file JPG con una media di 4,4 megabyte, dico addio a velocità superiori a 200 MB/s. I 2349 file hanno una dimensione complessiva di 10,1 GB e richiedono tra 54 secondi e 3 minuti e 21 secondi per ogni test.

I risultati:

Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD
Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD

Aumento della velocità con la cache SSD quando si trasferiscono file con una dimensione di 4,4 megabyte:

USB Download
(5 Gbps)
+49.25%+52.7 MBps
USB Upload
(5 Gbps)
+11.89%+18.7 MBps
LAN Download
(1 Gbps)
+64.60%+33.4 MBps
LAN Upload
(1 Gbps)
+22.18%+12.0 MBps
Internal Copy+122.31%+105.8 MBps

File ancora più piccoli, elaborazione ancora più lenta e aumento di velocità maggiore grazie alla cache SSD. Per i file con una dimensione di 4,4 megabyte, c'è un sostanziale aumento rispettivamente di quasi il 50 e il 65 percento, soprattutto nel download. Durante il caricamento, la mia rete locale è di un quinto più veloce. La copia interna dà l'esempio con un aumento delle prestazioni del 122,31%.

Il test da 59 KB con 14 380 caratteri

Molti piccoli accessi mettono a dura prova i supporti di memorizzazione. È il caso quindi di una cartella del 2010 con 14 380 file TTF.

La dimensione totale di soli 839 MB sembra relativamente piccola prima del test, ma un singolo passaggio richiede tra i 57 secondi e i 6 minuti e 59 secondi.

Risultati:

Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD
Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD

Aumento della velocità con la cache SSD quando si trasferiscono file con una dimensione di 59 kilobyte:

USB Download
(5 Gbps)
+22.50%+2.7 MBps
USB Upload
(5 Gbps)
+11.97%+1.4 MBps
LAN Download
(1 Gbps)
+9.09%+0.3 MBps
LAN Upload
(1 Gbps)
+10.00%+0.2 MBps
Internal Copy+35.00%+2.1 MBps

Più piccolo è il file, più lento è il trasferimento e maggiore è l'aumento di velocità? No, non è il caso. L'aumento di velocità è maggiore con file da 4,4 megabyte rispetto ai caratteri da 59 kilobyte per quasi tutte le connessioni. In alcuni casi anche in modo considerevole. Ciononostante, i caratteri beneficiano di un postbruciatore del 9-35%.

Ciò che salta all’occhio sono le velocità basse per i file di piccole dimensioni. Anche con la cache SSD, il mio NAS non riesce a prendere velocità. E guardando i risultati del Gigabit Ethernet, mi chiedo se potrei ricavarne qualcosa con altri dispositivi di rete. Non riesco a scrollarmi di dosso la sensazione che il router, uno switch o il chip di rete del mio PC stia causando un blocco.

A proposito: per questo test, la copia interna rileva l’SSD collegato per la prima volta via USB.

Panoramica: velocità per ogni collegamento

Poiché può essere utile vedere le velocità determinate da un'angolazione diversa, ho anche ordinato i risultati per connessione.

Trasferimento file USB (fino a 5 Gbit/s)

Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD
Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD

Aumento della velocità grazie alla cache SSD con connessione a 5 Gbit:

50,5 GB Download+12.86%+26.1 MBps
50,5 GB Upload+8.59%+16.7 MBps
19.8 MB Download+12.25%+23.5 MBps
19.8 MB Upload+0.91%+1.8 MBps
4.4 MB Download+49.25%+52.7 MBps
4.4 MB Upload+11.89%+18.7 MBps
59 KB Download+22.50%+2.7 MBps
59 KB Upload+11.97%+1.4 MBps

Trasferimento file LAN (fino a 1 Gbit/s)

Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD
Ø MB/s, barre di colore verde = con cache SSD

Aumento della velocità grazie alla cache SSD via Gigabit Ethernet:

50,5 GB Download+0.44%+0.5 MBps
50,5 GB Upload+0.44%+0.5 MBps
19.8 MB Download+21.89%+17.6 MBps
19.8 MB Upload+4.80%+3.9 MBps
4.4 MB Download+64.60%+33.4 MBps
4.4 MB Upload+22.18%+12.0 MBps
59 KB Download+9.09%+0.3 MBps
59 KB Upload+10.00%+0.2 MBps

Copia interna

nessuna informazione disponibile su questa immagine

Aumento della velocità grazie alla cache SSD con copia interna:

50,5 GB Copy+47.05%+74.9 MBps
19.8 MB Copy+57.88%+79.7 MBps
4.4 MB Copy+122.31%+105.8 MBps
59 KB Copy+35.00%+2.1 MBps

Conclusione: la cache SSD può essere consigliata ad alcune condizioni

Dopo questi test mi è chiaro che raramente posso trarre beneficio dalla cache SSD, anche se il mio NAS trasmette per lo più film in streaming. Ma soprattutto a causa della connessione Gigabit Ethernet, il cui maggior incremento di prestazioni con la cache è del 64,6% quando scarico file da 4,4 MB, ad esempio i file JPG o MP3, dei quali posso scaricare circa 19 pezzi al secondo con cache SSD invece di 12. Se elaboro dati fotografici RAW di circa 20 MB, il download è solo un quinto più veloce. Con file più piccoli addirittura solo un decimo.

Tutto sommato, consiglierei a me stesso di investire in HDD migliori o più grandi, piuttosto che nella cache SSD. Ma se fossi un fotografo o avessi molti più utenti e nel migliore dei casi anche una rete locale più veloce, le cose sarebbero diverse. In una rete aziendale, dove ogni secondo di attesa costa denaro, la cache SSD non dovrebbe mancare.

Spero davvero che questa recensione ti dia un'idea delle capacità e delle applicazioni di una cache SSD. Se utilizzi già una cache SSD, sarebbe bello leggere i commenti sull’aumento di velocità. Oppure se hai avuto altre esperienze con la cache, per esempio se hai dovuto sostituire un SSD giunto al termine della sua vita, faccelo sapere nei commenti.

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Martin Jud
Martin Jud
Editor, Zurigo
La mia musa ispiratrice si trova ovunque. Quando non la trovo, mi lascio ispirare dai miei sogni. La vita può essere vissuta anche sognando a occhi aperti.

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