Loại bỏ tắc nghẽn I / O

HDD và SSD: Tại sao sự khác biệt lại quan trọng giữa chúng

Có một cuộc chiến đang diễn ra giữa HDD và SSD, cả hai đều có ưu và nhược điểm riêng. Ổ cứng HDD bao gồm một bộ truyền động, một cánh tay đọc / ghi, trục xoay và các đĩa cứng là nơi dữ liệu được lưu trữ trên đó. Khi xử lý các yêu cầu có lưu lượng cao  đọc/ghi (đặc biệt là đối với một số lượng lớn các dữ liệu có kích thước nhỏ), đĩa quay và đầu đọc/ghi sẽ tiếp tục di chuyển để tìm kiếm dữ liệu nằm rải rác trên ổ đĩa, đó là khi độ trễ xuất hiện. Tuy nhiên, SDD không có bộ phận chuyển động và sử dụng bộ nhớ flash để lưu trữ dữ liệu, tiêu thụ ít năng lượng hơn, gần như không gây ra tiếng ồn, độ rung, nhiệt và hoạt động ở tốc độ xử lý cao hơn so với ổ cứng truyền thống.

Bây giờ chúng ta đã hiểu có sự khác biệt, vậy chính xác thì bộ nhớ cache SSD là gì? Đó là không gian lưu trữ tạm thời của dữ liệu được truy cập thường xuyên (hay còn gọi là dữ liệu nóng) trên chip nhớ flash trong ổ SSD. SSD dành một phần nhất định làm bộ nhớ đệm nơi dữ liệu nóng được lưu trữ, SSD có độ trễ thấp hơn có thể đáp ứng các yêu cầu dữ liệu dễ dàng hơn, tăng tốc độ đọc/ghi và tăng hiệu suất tổng thể.

Khi chạy các ứng dụng yêu cầu IOPS ngẫu nhiên nhiều hơn hoặc khi một lượng lớn dữ liệu được ghi vào các ô nhớ không liền kề (ví dụ: cơ sở dữ liệu OLTP và dịch vụ email), việc xây dựng một hệ thống toàn SSD có thể là một giải pháp tốn kém. Nhưng đừng sợ điều đó, vẫn có một phương án – SSD cache. Bạn có thể gắn bộ nhớ cache SSD vào một ổ đĩa lưu trữ duy nhất hoặc Block-level iSCSI LUN để tạo bộ đệm đọc/ghi, nâng cao hiệu suất truy cập ngẫu nhiên. Lưu ý rằng vì các hoạt động đọc/ghi tuần tự lớn ví dụ như phát trực tuyến video HD mà không có các khuôn mẫu đọc lại, như là các mẫu khối lượng công việc không thể hưởng lợi nhiều từ bộ nhớ đệm SSD.

SSD Cache có thể được phân loại thành hai chế độ sau:

• Bộ nhớ đệm chỉ đọc: Khi bạn đặt SSD làm bộ đệm chỉ đọc, chỉ dữ liệu được truy cập thường xuyên mới được lưu trữ trong bộ nhớ đệm để tăng tốc độ đọc ngẫu nhiên. Bởi vì nó không liên quan đến việc ghi dữ liệu, dữ liệu sẽ vẫn an toàn và ổn định ngay cả khi SSD bị hỏng.
• Bộ nhớ đệm đọc-ghi: So với bộ đệm chỉ đọc, bộ nhớ đệm đọc-ghi dữ liệu đồng bộ vào SSD. Để đảm bảo an toàn cho dữ liệu, bạn cần có ít nhất hai SSD để thiết lập RAID 1 để cho phép khả năng chịu lỗi của một SSD. Nhưng vẫn có nguy cơ mất dữ liệu nếu số lượng ổ SSD bị hư vượt quá khả năng chịu lỗi trong cấu hình RAID.

Hướng dẫn lựa chọn SSD đúng

SSD ghi dữ liệu càng thường xuyên thì tuổi thọ của nó càng ngắn. Để tìm một ổ SSD phù hợp phù hợp với nhu cầu I/O của bạn là điều tối quan trọng vì bạn không muốn SSD cache của mình bị hao mòn quá nhanh. Khi chọn đúng SSD để thiết lập SSD cache cho NAS của mình, bạn nên đánh giá độ bền của SSD bằng cách xem xét kỹ hai thông số kỹ thuật: TBW (Terabytes Written) & DWPD (Drive Writes Per Day). TBW có nghĩa là lượng dữ liệu tích lũy có thể được ghi vào SSD trong toàn bộ vòng đời của nó, trong khi DWPD đề cập đến số lần bạn có thể ghi đè lên toàn bộ SSD mỗi ngày trong thời gian bảo hành. Nếu bạn biết dung lượng SSD của mình và thời gian bảo hành, thì bạn có thể chỉ cần chuyển đổi TBW sang DWPD hoặc ngược lại với phương trình bên dưới:

• TBW = DWPD X 365 X Warranty (yr) X Capacity (TB)
• DWPD = TBW / (365 X Warranty (yr) X Capacity (TB))

Giả sử SSD của bạn là 2TB với bảo hành 5 năm. Nếu DWPD được xếp hạng 1, điều đó có nghĩa là bạn có thể ghi 2TB dữ liệu vào đó hàng ngày trong 5 năm tiếp theo. Dựa trên phương trình trên, con số TBW sẽ là 1 * 365 * 5 * 2 = 3650TB. Tốt hơn bạn nên thay thế nó trước khi nó đạt đến 3650TB. Theo dõi việc sử dụng NAS hàng ngày của bạn để đánh giá lượng dữ liệu được ghi vào SSD và xem xét liệu xếp hạng TBW có đáp ứng đủ nhu cầu của bạn hay không.

Nếu việc sử dụng NAS hàng ngày của bạn liên quan đến các ứng dụng cần ghi nhiều, bạn nên sử dụng loại SSD cho doanh nghiệp để đảm bảo chúng có thể chịu được hoạt động ghi dữ liệu nhiều. Tuy nhiên, SSD người dùng cá nhân thường có DWPD dưới 1. Nó phù hợp để sử dụng làm ổ khởi động, nhưng nó không thể chịu được khối lượng công việc đọc/ghi liên tục. Ngược lại, hầu hết các ổ SSD doanh nghiệp có DWPD cao hơn từ 1 đến 10 và do đó cung cấp độ bền tốt hơn.

Lựa chọn phù hợp với dung lượng SSD

Ngoài độ bền của SSD, bạn cũng nên xem xét các yêu cầu về bộ nhớ của bộ nhớ đệm SSD. Vì bộ nhớ SSD cache yêu cầu một khối lượng bộ nhớ hệ thống nhất định tùy thuộc vào kích thước bộ nhớ cache, bạn có thể phải nâng cấp bộ nhớ của mình nếu bạn muốn gắn bộ nhớ cache SSD lớn hơn. Để duy trì sự ổn định của hệ thống, chỉ 1/4 bộ nhớ hệ thống được cài đặt sẵn được sử dụng làm bộ nhớ đệm SSD.

Vì SSD 1GB chiếm khoảng 416KB bộ nhớ hệ thống (bao gồm cả bộ nhớ mở rộng), 2 X 128GB bộ nhớ đệm chỉ đọc SSD (tổng 256GB) yêu cầu bộ nhớ ít nhất 104MB, trong khi 2 X 128GB bộ nhớ đệm đọc-ghi SSD (tổng 128GB) tiêu thụ Bộ nhớ 52MB. Cần lưu ý điều đó sẽ dẫn đến thiếu bộ nhớ, do đó sẽ giới hạn kích thước cache SSD.

Tối ưu hóa hiệu quả

Nếu NAS của bạn có khe cắm PCIe, bạn có thể xem xét cài đặt một cặp card M.2 SSD adapter có hỗ trợ cả SSD SATA và NVMe để tăng hiệu suất bộ nhớ đệm. Với Synoogy M2D18, bạn không chỉ có thể dự trữ nhiều khay ổ đĩa và dung lượng lưu trữ hơn. nhưng bạn cũng có các tùy chọn SSD linh hoạt, vì nó hỗ trợ các mô-đun M.2 ở định dạng 2280/2260/2242.

Khi xem xét việc thêm SSD cache để tăng hiệu năng của thiết bị, bạn nêm kiểm tra xem nó nằm trong danh sách tương thích của chúng tôi, chúng tôi cũng đề nghị bạn nên kiểm tra TBW và DWPD trên thông số kỹ thuật của SSD để chắc chắn tuổi thọ của SSD sẽ đáp ứng đủ nhu cầu làm việc của anh.

Xem những mẫu NAS Synology nào hỗ trợ bộ nhớ cache SSD tại đây. Và chia sẻ với chúng tôi mong muốn các tính năng mới hoặc cải thiện trên NAS của bạn trên diễn đàn này.

Theo Synology