Cet article s’inscrit dans la continuité de l’article concernant la configuration du NAS Synology DS918+ qui autorise un système de cache SSD. C’est l’intérêt du cache SSD qui est donc débattu ici avec le DS918+ puisque c’est une nouvelle fonctionnalité.
De l’intérêt du cache SSD
Un des goulots d’étranglement (bottleneck) d’un serveur informatique est la réactivité des disques en cas de nombreuses sollicitations concurrentes. Pour ceux qui se posent la question de l’intérêt d’un cache disque avec SSD, voici quelques éléments de réponses :
nota : l’objet n’est pas de d’aborder le dimensionnement d’un serveur et les nombreux critères à considérer …
nota 2 : pour une utilisation en serveur de stockage simple (CE MESSAGE S’ADRESSE AUX PARTICULIERS), l’intérêt du cache SSD existe, mais il reste limité en raison des moyens à mettre en œuvre (disposer d’un switch compatible 802.3ad (LACP), achat 2 x SSD, voire mémoire vive) et du gain apporter en bande passante.
Le débit réseau étant limité à deux liens Gigabit … dans le meilleur des cas (avec l’agrégation de liens aka 802.3 ad), on monte à un peu plus de 200 Mo/s (au global).
L’intérêt premier d’un cache NVMe se situe dans le traitement local des données. Mais nous ne connaissons pas la bande passante du cache, Synology ne communiquant pas dessus …
On arrive également à un résultat proche avec un RAID 5/6 (au moins en lecture) …
Le SSD devrait améliorer la réactivité et un peu la vitesse d’écriture (sur les petits fichiers) mais ce n’est pas si évident que cela … Nous aborderons cette partie plus loin.
[show_hide title=”explication détaillée”]
Éléments de mesure et indicateurs
Débit (bande passante disque) et IOPS (pour Input/Output Operations per Second) …
L’indice IOPS est le nombre d’opérations que peut réaliser un {disque|système}. C’est un indicateur qui représente en gros plusieurs demandes de petits fichiers par plusieurs utilisateurs en même temps. Cela correspond à une réalité de la charge de travail qu’un système de stockage comme le NAS va devoir fournir.
Comprendre que le débit seul n’est pas un critère suffisant pour dimensionner les performances disque d’un serveur. Les applications et donc les sollicitations jouent un rôle sur la réactivité (capacité à répondre). Ceci dit les capacités IOPS jouent uniquement un rôle quand il y a des sollicitations importantes.
Le SSD NVMe sélectionné affiche des performances en lecture 650Mo/s (max.) et en écriture 450Mo/s (max.), et capable de traiter des IOPS en lecture/écriture aléatoire 4K jusqu’à 35k (max.).
À titre de comparaison, un disque 10k SCSI affiche des performances de l’ordre de la centaine d’IOPS. Alors qu’un SSD (selon capacité) affiche plutôt des performances de l’ordre de 10k voire 100k IOPS. Bref, il y a un facteur 100 entre ses technologies.
nota : la multiplication du nombre de disques dans la grappe RAID ne changera quasiment rien à ces différences.
De fait, les performances sont meilleures sur ce plan pour un cout d’infrastructure bien moins important.
Besoin utilisateur : les applications concernées
Oubliez les usages du geek moyen à la recherche de performances “ultra” … Le cache SSD a relativement peu d’intérêt pour un utilisateur seul …
Voici rapidement quelques applications qui demandent particulièrement des ressources disques (mais pas que).
Principalement, ce sont les applications dites concurrentes donc les serveurs de messagerie électronique, serveurs de bases de données, machines virtuelles etc … L’intérêt d’un cache SSD se situe dans sa capacité à manipuler un grand nombre de fichiers en utilisation concurrente par rapport à ce que sait faire un disque mécanique.
Cela concerne donc essentiellement les domaines professionnels des serveurs (grand consommateur d’IOPS).
Un NAS (comprendre serveur de fichiers simple) lui sera sollicité d’une autre manière dans 80% des cas. En effet, sa fonction principale est le stockage de fichiers, les services annexes comme messagerie, VM, base de données sont possibles mais ne représentent pas la majorité.
Bref … au final on en revient tjrs au même point … c’est une affaire de dimensionnement … et comme d’habitude avec moi, vous le savez … c’est la rédaction du cahier des charges, l’ensemble des contraintes et besoins qui justifieront l’architecture à mettre en œuvre. Au fait, quel est votre besoin ?!
Valider l’intérêt du cache et le dimensionner …
1 – la mesure
Enregistrer les opérations effectuées sur l’équipement pendant 1 mois (ou plus) permet d’observer tous les cycles de l’entreprise (sauvegardes, applications, journée, soir, we etc …). Selon consommation, la solution se dégagera rapidement.
Et si ce n’est pas possible, reproduire un environnement de test représentatif …
2 – référentiels
Il est possible également de se projeter sur les usages quand ils ne sont pas en œuvre puisqu’ils existent des chartes ou référentiels pour calculer la charge “serveur”.
3 – recommandations constructeur
Idem, un {fabricant|fournisseur} de solutions saura vous orienter.
À partir de la somme des contraintes, la solution RAID la plus adaptée (rapport QoS / performance / prix) se dégagera.
4 – dimensionnement
Vous disposez de toutes les données (1,2,3), n’oubliez pas de prévoir les usages futurs i.e la progression du besoin dans le temps …
Une double vérification est souhaitable (calcul théorique, mesure pratique, usages / serveurs de confrère).
[/show_hide]
Le cache SSD du DS918+ by Synology
Environnement d’essai
Les principaux essais de fonctionnement et mesures ont été effectués lors de l’usage de machines virtuelles (VM) avec VMM (Virtual Machine Manager) de Synology.
Une VM sous Windows 7 pro. 64, une VM sous Windows 10 Pro 64.
La configuration du DS918+ utilisée
La configuration utilisée est la suivante :
- un NAS DS918+ de Synology : ~590 € TTC,
- équipé de 16 Go de RAM : kit CRUCIAL CT2C8G3S186DM 2 x 8 GoDDR3L PC3-14900 : ~165 € TTC,
- 2 x SSD NVMe de 128 Go (cache R/W RAID 1) : ~ 160 € TTC,
- et 2 x disques durs WD RED 8 To WD80EFZX (RAID 1) : ~ 537,98 € TTC.
Pour un montant global (hors main d’œuvre) de l’ordre de 1500 € TTC.
DS918+ : caractéristiques technique du NAS
Après avoir épluché et interprété les mesures effectuées et communiquées par Synology, voici un petit récapitulatif :
– IOPS : entre ~ 30k (lecture) et 25k (écriture) en accès aléatoire via SMB.
– débit : un débit séquentiel de l’ordre de 220 Mo/s
source : spécifications techniques d’après Synology.
Configuration du cache SSD avec DSM
La configuration du cache SSD est une étape relativement simple. Non abordé ici
premier constat : le cache n’est pas paramétrable
C’est un algorithme qui détermine les fichiers chauds (souvent utilisés) et les met en cache. De fait, plus un fichier est fréquemment sollicité, plus son accès sera rapide (il sera en cache donc accès rapide) …
Lors des transferts entre un poste vers le NAS, le cache doit être également utilisé pour écrire les fichiers sur le SSD puis ensuite les fichiers sont basculés sur la partie disque dur (mécanisme non vérifié).
On aurait souhaiter pouvoir allouer cet espace à d’autres usages … comme par exemple utiliser ces SSD comme un volume accessible par ex.
nota : bon OK, ce n’est plus un cache disque 😉 Mais pouvoir mettre une VM en cache SSD ou une bdd … oui !
D’autant plus qu’une option (fortement recommandée) permet de ne pas utiliser le cache pour les I/O séquentiels …
carte graphique non reconnue ou anémique
Ne pensez pas utiliser un OS récent avec un graphisme évolué … l’OS sera lent !
Donc l’utilisation d’une VM, image docker etc … sera compatible tant que l’OS ne dépasse pas les limites du NAS.
bande passante disque
Le SSD permet en interne une vitesse de l’ordre de 250 à 350 Mo/s avec les SSD utilisés. C’est loin des spec. annoncées par Synology.
Ici Windows 10 (optimisation graphique) 4 Go / IDE / cache R/W avec 2 x SSD / autorisation écriture séquentielle cache SSD.
Ici Windows 17 (optimisation graphique) 4 Go / IDE / cache R/W avec 2 x SSD / autorisation écriture séquentielle cache SSD.
Reste les IOPs à vérifier …
On obtient déjà des scores différents et supérieurs de ceux annoncés par Synology … Mais bon gardons les pincettes de rigueur (il y a énormément de paramètres influant, c’est complexe et je ne suis pas certain de moi ET pas conscience ou accès à tous …).
EDIT : mais à l’usage certain pilotes et paramètres de configuration changent la donne. Des essais complémentaires vont être réalisés.
pilotes et interfaces disques
attention, le support des pilotes est un élément essentiel. Les essais effectués ont été réalisés avec une VM dont le pilote disque est en IDE … sic !
D’autres essais vont être réalisés en SATA et VMio.
Conclusion
première impression : fluidité
Ma première impression se situe au niveau de la navigation dans les fichiers à travers l’explorateur (réseau). L’explorateur (ou Finder) est plus réactif et affiche plus rapidement les aperçus.
Les transferts de fichiers sont bien plus rapides qu’en RAID 1 (c’est cohérent ET non vérifié en RAID 5).
Ce sont des points positifs mais rien d’existentiel ou qui ferait {acheter ce|changer de} modèle ou acheter des SSD pour cela …
Destination du NAS avec cache
L’intérêt principal est à voir du côté des machines virtuelless et des services (de manière général) gros consommateur de ressources > usage professionnel ou spécifique.
Dans ce cas, le traitement des IOPs, et des fichiers lourds ou nombreux, la bande passante disque interne (comprendre pas en réseau) seront plus rapides.
Mais à ce jour le quantitatif n’est disponible (je n’ai pas pu réaliser tous les essais). Ce n’est qu’une impression.
Les débits internes sont supérieurs à un RAID 5 (cf capture) mais je n’ai pas pu vérifier les IOPs pour confirmer l’intérêt.
Bilan
Clairement Synology, en proposant deux slots pour SSD NVMe, permet l’utilisation des machines virtuelles (Synology tente de combler son retard sur la concurrence). Mais l’architecture retenue ne permettra pas des performances extraordinaires (NVMe non exploitable) … le processeur et la carte graphique sont clairement les goulots d’étranglements.
Mais bon tout cela est à relativiser avec le tarif de la solution puisque si on veut mieux et bien ca sera tout simplement plus cher !
Avec des VM sans interface graphique, ça tournera bien mais oubliez l’usage de Windows ou autres OS avec interface graphique … ça sera plutôt {lent|peu réactif}.
nota : sous windows 7, en supprimant les effets graphiques (évitant la sollicitation du GPU), on retrouve une machine plus fluide dans l’interface.
D’ailleurs, le soucis pourrait venir du pilote graphique … un driver générique est utilisé et les logiciels de monitoring {ne détectent|n’affichent} rien …
Peut être que des améliorations sont à attendre de la part de Synology au niveau des pilotes … ?
Bonjour,
Je cherche à étendre la capacité de stockage d’un iMac pour bosser sur des fichiers Vidéos 4K.
Le fait de choisir un NAS avec Cache SSD devrait donc me permettre de copier + vite, mais aussi d’accéder aux fichiers les + souvent utilisés + rapidement, c’est ça ?
Merci par avance
J’ai monté un RS818+ pour un client qui fait de l’animation en 4K et j’ai eu la bonne idée de lui imposer le modèle rackable vs le même en série DS : cela a permis de mettre une carte 10 Gb dans le slot d’extension et d’avoir 4 ports Gigabit au lieu de 2. Pour les disques, j’ai fait un RAID 10 de 4 SSD de 2 To. Le résultat est excellent (vitesse de 900 Mb/s en écriture et 1200 Mb/s en lecture). Ca coûte cher, mais c’est indispensable d’être en réseau 10 Gb/s pour faire du montage 4K directement sur le serveur. Le gigabit plafonne à 200 Mb/s et le 4K a besoin du double. Après, il faut se payer un switch 10 Gb/s s’il y a plusieurs stations connectées, mais heureusement les prix baissent.
A noter que le DSM a des bugs avec certaines cartes 10 Gb/s non Synology, qu’il bride à 1 Gb/s et aussi avec les jumbo frames 9000 bytes.
Bjr Laurent,
je rectifie/complète certaines positions …
0 – il y a flux 4k et flux 4k, tout dépend des profils
et il me semble que ca peut monter plus haut !
1 – le gigabit plafonne autour de 110 Mo/s,
le gigabit agrégé (double) autour de 200 Mo/s (ou MB/s) et non Mb/s.
Peut être est ce de cela dont vous parliez ? Et il faut le NAS en 2 x 1 Gb/s.
2 – monter un RS818+ avec 4 x SSD aura des couts disproportionnés d’infra.
encore plus avec du 10Gb et la chaine nécessaire derrière au niveau réseau …
Surtout si y’a qu’un seul user …
Il existe des solutions bien plus simples de nos jours, et surtout bien plus souples …
Un NAS est fait pour le stockage, et non pour le travail à distance (et cela à cause des couts réseau mais pas que) …
Un SSD PCI-e interne sera bien plus rapide et pratique …
Un professionnel de l’image n’a pas besoin de son espace de stockage total
quand il travaille sur un projet (il ne peut en faire qu’un seul à la fois).
Je ne comprends clairement pas ce positionnement / cette logique de vouloir tout mettre et faire depuis un NAS !
A moins que cela ne serve à contourner d’autres limitations non abordées ici …
Bonjour,
Il n’est pas possible de stocker la VM sur le NVME ?
Si c’est ça c’est dommage car ce serait l’idéal et ça donnerait un intérêt aux NVME.
Bonjour et merci pour l’article.
Je débute sur les machines virtuelles et ne maîtrise pas encore trop mon syno 918+.
J’envisage de mettre des ssd dessus pour gagner légèrement en fluidité.
J’ai 2 interrigations à ce sujet qu’elle taille choisir (quand se reduit la regle du plus c’est gros mieux c’est…) et type (utile ou pas de mettre des rapides +3000Mo/s Ou un simple 500Mo/s suffit) ?
Merci
Pardon je viens de lire ton article en test…. du coup 128Go c’est large avec 35k iops et 500mo/s max…
Bonjour,
oui lire et relire les articles … tout dépend des sollicitations et du contexte.
Regardez aussi les tarifs … ca aide
Cela dit je n’ai pas pu vérifier la bande passante max. interne … (seulement réseau).
Bonjour,
Merci beaucoup pour cet article.
Cordialement.
Sylvain BP
@ Sylvain : bonjour,
merci pour ce commentaire.
Ne laissez pas vos nom et prénom en ligne (j’ai édité le commentaire).