Synology NAS experience part 6 – SSD Cache (WD Black NVMe SSD)
We gaan verder met onze Synology NAS ervaring. Inmiddels hebben we er twee, en zijn we redelijk ‘fan’ geworden van wat er allemaal mogelijk is binnen de software van Synology. In een aantal losse delen, of eigenlijk losse guides, werken we naar één productreview toe. Vandaag: het onderwerp SSD caching.
Hoewel je in andere NAS modellen ook SSD’s kwijt kan heeft de DS918+ twee sloten specifiek voor M.2 SSD’s om ze als cache in te zetten. Het idee hiervan: de prestaties van de NAS verder opkrikken, en dat klinkt natuurlijk als iets dat je wilt.
Zoals gezegd, toegankelijk, dus eerst de eenvoudige vraag: Waarom? En wat is het voordeel van een SSD? De positie van een SSD als primaire schijf in een computer of laptop staat niet ter discussie, de gevoelssnelheid van het systeem (opstarten, responsiveness) ligt vele malen hoger dan bij een ouderwetse hard drive. Maar in een NAS? In theorie zijn er twee primaire voordelen om een SSD cache in te zetten: ook hier verwacht je een snellere reactietijd, plus een hogere maximale doorvoersnelheid.
We gingen aan de slag met een WD Black PCIe SSD om het te ervaren. Je SSD keuze is in dit geval erg belangrijk, want voor de caching sloten van de DS918+ heb je specifiek NVMe SSD’s nodig zoals het model dat wij gebruiken. SATA drives worden niet ondersteund, en M.2 =/= NVMe.
Fysieke installatie
Waar waren we? Right. DS918+ van Synology, paar WD Red 8 TB NAS drives… maar nu nog SSDtjes erbij. In vrijwel elk model kan je ‘gewoon’ SSD’s in de sledes zetten… maar….
… Onderop onze Synology DS918+ vinden we twee klepjes, en de simpele instructie hoe de SSD’s geplaatst dienen te worden; kan niet mis.
Je hebt er ook geen gereedschap voor nodig, het klepje open je met je vingers, en de SSD zelf zit ook met een plastic clipje vast. Hierdoor is het wel raadzaam een 80mm lange PCIe SSD te pakken (Zoals dit model), maar gelukkig zijn de meeste gangbare modellen dat ook. We beginnen met de 256GB variant (je ziet straks waarom).
Software installatie
Installatie in de software is ook weinig spannend. Open Storage Manger in de Synology omgeving, klik SSD Cache, en daar kan je de cache aanmaken. Voordat je zomaar een SSD koopt is het echter handig om even de SSD Cache advisor te draaien, want die vertelt je op basis van je gebruik tot dusver wat een beetje geschikte cache hoeveelheid is. Zo dachten wij dat een 500GB model wel handig zou zijn, maar nadat we enkele weken op de DS918+ draaiden bleek dat we met 1.4GB eigenlijk wel genoeg hadden. Ah well, met 256GB kunnen we in elk geval eventjes vooruit denken we maar. Daarbij zijn kleinere modellen wat prijs-per-Gigabyte betreft niet zo interessant meer.
Je kan twee varianten cache maken. Read-write, of read-only. Helaas bleek dat voor read-write je beide SSD sloten moet vullen. Nu breekt 100 euro erbij de bank niet wanneer je bijvoorbeeld al 4x 8 WD RED HDD’s in je NAS hebt zitten (DS918+ met vier van die drives zit op zo’n 1500 eur), maar toch. Met een enkele SSD kan je deze enkel als read-only cache inzetten, oftewel versnelling van het opvragen / uitlezen van je zogeheten Hot, Warm, en Cold storage. Hot betekend data waar je de laatste 24 uur in zat, Warm de laatste week, en Cold de laatste maand.
Verder is het eigenlijk vooral een typisch gevalletje ‘next next next ok next apply ok next’. Oftewel, SSDtje aanklikken, aangeven dat je hem in wilt zetten, en waarbij je enige optie eigenlijk is om wel of niet ‘sequential I/O’ uit te sluiten van caching. Synology vat dat eigenlijk ook goed samen: draai je actieve backups vanaf de drives dan wil je dat liever niet over de SSD cache laten lopen. Niet alleen zou dat een verkeerd beeld geven van waar je actief in werkt, het belast de SSD ook onnodig, en nog relevanter: je wint er ook geen snelheid mee. Wij laten die ‘skip’ optie dus netjes aan.
En dan krijgen we dit beeld: We hebben een SSD cache, we hebben feitelijk niets om te tweaken of in te stellen, maar we kunnen lekker aan de slag. Die groene blokjes onderin zijn volgens mij een hypnosemiddel, want het beweegt lekker maar wat het precies in moet houden? No clue.
In de praktijk
Zoals gezegd gingen we op zoek naar twee primaire voordelen: hogere doorvoer, en snellere response.
Wat het eerste betreft lopen we al heel snel tegen een probleem aan, namelijk de limiet van de Gigabit poorten die Synology op de DS918+ heeft gezet. Een Western Digital Red 8 TB zoals wij gebruiken, en feitelijk elke recente mechanische harde schijf die de moeite waard is om te noemen, wordt namelijk daardoor al beperkt. Een SSD, zeker een beetje NVMe model, kan weliswaar vele malen hogere doorvoersnelheden halen, maar het gaat er niet sneller van door die netwerkkabel naar je PC toe. Je zal dus link aggregation moeten inzetten en beide LAN poorten teamen (mits je router dat ondersteunt) om die potentiele ‘winst’ te halen, maar dat gaat niet op wanneer je zoals wij de tweede LAN poort inzet voor een geheel andere verbinding.
Ga je voor link aggregation dan trek je die dubbele verbinding dus wel vol, maar dan zetten wij wel het praktische vraagteken of je wel zeker weet dat hoge sequentiele snelheden in jouw gebruik nodig zijn. (Vraag je je af wat het is, dan is het antwoord 99% zeker: nee)
Responsiveness / access tijden dan, hoe zit het daarmee? Dit is een pittige om goed in beeld te brengen. Je zou denken dat data die je voor de tweede of derde keer uitleest dan sneller test, maar met objectieve benchmarks zoals Iometer lukt het ons niet om significant andere access times te laten tonen zelfs als we dezelfde blokken proberen te testen. Dan vallen we terug op de praktijkervaring. Ervaren we verschil in snelheid?
Om een beeld te geven van wat wij met onze data doen. Er is een vast aantal excel sheets en documenten welke worden gebruikt, maar zelfs wanneer we een excel bestand openen wat maanden niet is gebruikt gaat dat in een fractie van een seconde. De foto- en videomappen met honderden Gigabytes aan data is echter ietjes genuanceerder. Mappen (per stuk een paar 100 Mb) die in de cache zitten blaas je net wat sneller doorheen, thumbnails staan direct klaar in plaats van dat het een fractie duurt, maar daarin vinden we meteen ons commentaar: het duurt allemaal een fractie, dus wat is de meerwaarde voor ons gebruik?
En dat is een vraag, waarbij we de nadruk leggen op ‘ons gebruik’. Twee actieve gebruikers op drie systemen die vooral gebruikmaken van foto- en videomappen, plus wat lichte documenten, plus hooguit dat de HTPC nog een filmpje staat te streamen vanaf de schijven, is simpelweg niet genoeg voor een SSD om echt een gat te slaan met enkel de schijven die wij gebruiken. Uiteraard kunnen we een groot prestatieverschil genereren door één systeem de harde schijven goed aan het werk te zetten terwijl de andere wat data uit de cache leest, maar de vraag is natuurlijk wanneer jij dat als eindgebruiker echt wil gaan doen. Een vraag waar we straks op terug komen.
Eerst: Gelukkig geeft de Synology software zelf wel wat objectievere informatie. Ca twee maanden verder zien we namelijk het volgende:
Inmiddels hebben we dus 6 GB aan Hot, Warm, en Cold storage. Echter wat onderaan staat is interessanter. Ca 37% van de reads van de afgelopen 24 uur komen uit de cache, 30% van de afgelopen week, en net iets minder dan dat van de afgelopen maand. Uiteraard is dat puur voor ons gebruik, maar we werken daar even mee verder.
Iets wat namelijk wel significant beter is sinds de SSD cache is de geluidsproductie, waarbij we de 37% eigenlijk onverwacht laag vinden. Een SSD is stil, een DS918+ met een WD Red 8 TB op volle toeren hoor je. Een DS918+ is redelijk open aan de voorzijde, en hoewel er niet echt sprake is van resonantie kan je de drives nu eenmaal horen pruttelen in gebruik. Met de NAS in onze (Tijdelijke) opzet geheel in het zicht was het een enorm praktisch voordeel dat we hem flink minder frequent hoorden. Een map met een paar 100 foto’s uit het archief? Momentje prutteldeprutprut. Een map uit de SSD cache.. niks tot weinig. Objectief volgens Synology: 30-37%. Subjectief? Het voelt als de helft.
En wat dat betreft kunnen we dan heel duidelijk zijn: Staat jouw NAS binnen ‘hoorbereik’, en zit je frequent in dezelfde data, dan zouden we het enkel voor het geluid al doen.
Afsluitend
Geen eenzijdige overwinning voor het concept SSD cache, dat is zeker. Grotendeels vanwege de keuze van Synology om de DS918+ van 2x 1Gbit LAN poorten te voorzien, terwijl een 10Gbit poort bij dit model niet had misstaan. In de uiteindelijk review is die keuze ook zo’n beetje het voornaamste minpunt, niet omdat veel mensen nu al 10Gbit LAN hebben, maar we met een NAS als dit toch een paar jaar vooruit kijken. Zet je beide 1Gbit poorten gezamenlijk in, dan kan je een boost in doorvoersnelheid verwezenlijken, dus als je denkt dat dat voor jouw taken handig is?
Voor de velen die net als wij met een flinke bak kleine bestandjes en mogelijk een paar grote media mappen werken op dagelijkse basis, ook daar is het toch echt een genuanceerd verhaal. Ja, kleine (veelal marginale/nuance) versnellingen hier en daar, maar verwacht geen wereldschokkende ervaring. Uiteraard stellen we dan de vraag of de non-cached prestaties je dwars zitten, want juist het feit dat wij al erg tevreden waren over de DS918+ / WD Red combinatie, feitelijk geen echt moment kunnen bedenken waarop we wat tekort kwamen, zet het SSD Cache concept onder druk in onze situatie.
Wanneer je een SSD Cache echt wilt hebben is wanneer er dermate veel acties van de schijven worden gevraagd dat de prestaties inzakken. Zit je net als wij met twee gebruikers op drie devices af in een paar selecte mappen ga je dat praktisch niet ervaren, althans niet genoeg om helemaal wappie rond te rennen van geluk. Zit jij als consument met een DS918+ dagelijks lekker te werken, maar zakt het wat in wanneer het hele nest in de avond van je NAS zit te snoepen? Dan zou ik er eens naar kijken. Heb jij als zakelijke gebruiker een DS918+ en merk je met een toenemend aantal actieve gebruikers dat het net even niet zo ‘instant’ meer is als wanneer je in de avonduurtjes lekker rustig alleen zit te werken? Dito uiteraard. Wij kunnen wel zeer actief gebruik simuleren en aangeven dat het dan uit maakt, maar je zal echt in jouw situatie moeten ervaren wanneer de grens van ‘nu is het echt handig’ wordt bereikt. De ene gebruiker is de andere niet: het is denkbaar dat je in situaties met twee man al significant voordeel ervaart, net als het denkbaar is dat je in situaties met 5 man dat niet doet.
De resterende punten zijn de levensduur van je schijven, geluidsproductie, en kosten. Ja een SSD slijt ook, maar hoewel een theoretische discussie kunnen we er niet omheen dat we een mindere belasting op de fysieke harde schijven toch prettig vinden. De resulterende geluidsproductie; minder frequent je harde schijven horen, is wel een mooie plus wanneer je de NAS binnen bereik van je oren hebt. Wat de kosten betreft? Voor zij met een redelijk betaalbare opstelling zal een SSDtje nog wel significant zijn, je zal dan echt zoals hierboven beschreven in je huidige gebruik tegen wat bottlenecks aan moeten lopen voordat ik hardop ga aanraden deze stap echt te nemen. Voor een prosumer of zakelijke user bij wie de gevulde DS918+ met wat 8TB drives al zo’n 1500 euro aantikt? Mag ik dan de veilige aanname maken dat 100 euro meer of minder niet betekent dat je er minder van moet eten deze maand? Mwah, ondanks dat de prestatieboost -in onze situatie- toch vooral nuance is en niet ‘the best thing since sliced bread’ ga ik hem toch echt lekker laten zitten, al is het maar met het oog op wat ik het liefst allemaal nog meer wil doen met die bak de komende maanden, de mogelijkheden binnen deze NAS reeksen blijven borderline bizar.
Eerdere delen, en andere tips en guides kan je in deze sectie terugvinden.
