NAS-Geräte setzen im Allgemeinen voraus, dass sie eine gute Leistung in einem kompakten und einfach zu verwaltenden Paket bieten, während sie dies mit sehr bescheiden spezifizierter Hardware tun.
Dieser Ansatz steht im Gegensatz zu typischen Serverkonfigurationen mit enorm leistungsstarken CPUs und Gigabyte RAM. Diese erfordern eine ständige Überwachung, ein Wärmemanagement und häufig wesentlich mehr Platz.
Einer der Nachteile des NAS-Ansatzes besteht darin, dass hohe Anforderungen an die Ressourcen gestellt werden und diese während dieser Zeit schnell überfordert werden können.
Unter diesen Umständen sind alle Mittel zur Beschleunigung von Laufwerksvorgängen willkommen, und der aktuelle Trend besteht darin, das Hämmern zu mildern, das das Dateisystem mithilfe eines Caches ausführt.
Viele der geschäftsorientierten NAS-Designs bieten die Möglichkeit, den installierten Arbeitsspeicher zu erhöhen. Da die von diesen Computern verwendeten Plattformen jedoch keine Workstation-PCs sind, sind sie häufig auf 6 GB oder 8 GB beschränkt.
Ein besserer und im Allgemeinen kostengünstigerer Ansatz besteht darin, den SSD-Speicher als Zwischencache zwischen dem System und den physischen Festplatten zu verwenden, um die Festplatten effizient zu betreiben und die Systemleistung in schwierigen Zeiten aufrechtzuerhalten.
Die neueste Generation von NAS-Boxen ist mit Modellen ausgestattet, die zu diesem Zweck M.2-Steckplätze enthalten, und Speicherhersteller adressieren jetzt diesen aufstrebenden Markt.
Als erstes kommt Seagate mit der IronWolf 510, einer M.2 NVMe-SSD, die den intensiven Betrieb lindert und es dem NAS ermöglicht, mehr gleichzeitige Benutzer zu bedienen.
Dies ist jedoch eine teure Wahl, die den Kaufpreis rechtfertigen muss.
Preis
Der Seagate IronWolf ist in vier Funktionen erhältlich. 240 GB, 480 GB, 960 GB und 1,92 TB.
Die auf NVMe NAS ausgerichtete Technologie ist nicht billig, was 119,99 USD, 169,99 USD, 319,99 USD bzw. 539,99 USD für diese Kapazitäten gut belegen.
Design
Aus der Sicht eines Laien sieht der Seagate IronWolf 510 wie jedes andere M.2 NVMe-Speichergerät aus. In der Tat ist es möglich, es auf einem NVMe-unterstützenden Motherboard oder einer Tochterkarte zu montieren und in einem PC wie jedem anderen NVMe-Laufwerk zu verwenden.
Die Unterschiede zwischen diesem Laufwerk und einem Seagate FireCuda 510, Samsung 970 EVO oder WD Blue SN550 sind interne Unterschiede, nicht nur Abweichungen im Controller- und NAND-Modul, sondern auch in der Art und Weise, wie diese Laufwerke explizit für NAS-Vorgänge ausgelegt sind.
Trotzdem werden weiterhin der Phison NVMe SSD-Controller, der DDR4-DRAM für das Caching und der TLC NAND-Flash als kritische Komponenten verwendet.
Das Besondere dabei ist jedoch, dass dieser Stick anstelle des typischen Phison PS5012-E12-Controllers das Phison PS5012-E12DC-Gerät der Enterprise-Klasse montiert.
Dieser 28-nm-Controller kann bis zu 3200 MB / s in sequentiellen Lesevorgängen und 3200 MB / s in sequentiellen Schreibvorgängen bereitstellen, bietet jedoch auch eine längere Lebensdauer, reduzierte Latenzen und eine konsistente Leistung bei einer Vielzahl von Workloads.
Ein Problem, das ebenfalls behoben wird und das Standard-NVMe-Laufwerke für die NAS-Bereitstellung ungeeignet macht, ist der inhärente Schutz vor Stromausfall.
Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, während eine Datei teilweise geschrieben wird, und ungelöste Datenpakete im Cache verbleiben, kann dies leicht zur Beschädigung eines NAS-Volumes führen.
Der Phison PS5012-E12-Controller akzeptiert diese Möglichkeit und montiert zusätzliche Schaltkreise und Kondensatoren, um im schlimmsten Fall zusätzliche Betriebszeit zum Leeren von RAM und Puffern bereitzustellen.
Es versteht sich von selbst, dass der Betrieb eines geschäftskritischen NAS ohne USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) ein riskantes Unterfangen ist. Der Schutz im IronWolf 510 sollte nicht erforderlich sein, aber selbst im am besten verwalteten System können unglückliche Ereignisse auftreten.
Ein weiteres Problem des Serverbetriebs ist ein kleiner Fehler, der Daten beim Durchlaufen des Systems beschädigt. Diese Plattform wurde entwickelt, um diese seltenen Vorkommnisse zu bewältigen, indem sie eine Möglichkeit bietet, die Daten auf ihrem Weg vom Host-Gerät zum NAND-Flash zu überwachen.
Die meisten NVMe-Laufwerke verfügen über ein Datenkorrekturschema, aber die Paritätstests in diesem Gerät sollten weiche Fehler wirksam verhindern.
Das andere wichtige Merkmal dieses Laufwerks ist, dass die LDPC-ECC-Engine des Controllers so optimiert wurde, dass die NAND-Lebensdauer verbessert wird, sodass 240 GB, 480 GB, 960 GB und 1,92 TB eine TBW (Total Bytes Written) von 435 TB, 875 TB, 1.750 TB und satte 3.500 TB aufweisen beziehungsweise.
In der IronWolf 510-Broschüre wird das Akronym DWPD (Laufwerksschreibvorgänge pro Tag) verwendet und dieser Wert als 1 deklariert.
Wenn Sie den 960 GB IronWolf 510 installiert haben, sollte er alle 24 Stunden 960 GB durch das Cache-Laufwerk laufen lassen und dennoch die fünfjährige Garantie erhalten.
Und die TBW-Zahlen stützen diese Hypothese.
Wenn Sie die Lebensdauer mit typischen Desktop-NVMe-Laufwerken vergleichen, bei denen ein 1-TB-Laufwerk möglicherweise eine TBW von 600 TB aufweist, hat der IronWolf 510 eine Lebenserwartung von mindestens dem Dreifachen dieses Werts.
Dieses Gerät wird auch mit einem 2-Jahres-Plan für Rescue Data Recovery Services geliefert. Realistisch zu sein, ist das Wiederherstellen von Daten aus einer herkömmlichen Dateistruktur ein Problem, aber es scheint bestenfalls eine unplausible Übung zu sein, zu verstehen, wie ein NAS-Betriebssystem den Cache-Speicherplatz auf einem Laufwerk nutzen und ganze Dateien herausziehen kann.
Performance
BENCHMARKSSo hat sich das Seagate IronWolf 510-Laufwerk in unseren Benchmark-Tests entwickelt:
CrystalDiskMark: 3022 MBit / s (gelesen); 964 MBit / s (Schreiben)
Atto: 3115 MBit / s (gelesen, 256 MB); 967 MBit / s (Schreiben, 256 MB)
AS SSD: 2658 MBit / s (seq read); 897 MBit / s (seq write)
Wir haben 1,92 TB mit einer AMD Ryzen-Testplattform und synthetischen Benchmarks getestet, um auf die Laufwerksleistung zuzugreifen. Wir haben weder Zeit noch Möglichkeiten, um das TBW dieses Geräts zu testen. Daher müssen diese Zahlen nach Treu und Glauben ermittelt werden.
Unsere unmittelbare Reaktion auf die synthetischen Benchmarks ist, dass die Leseleistung dieses Laufwerks akzeptabel ist, die Schreibgeschwindigkeit jedoch geringer ist als erwartet.
Bei dem Versuch, eine Schreibgeschwindigkeit von weniger als 1000 MB / s zu erklären, muss dieses Laufwerk ein Szenario beibehalten, in dem ein Stromausfall nicht katastrophal ist. Daher kann die Menge der Schreibdaten im RAM-Cache die Fähigkeit der Kondensatoren nicht überschreiten, diese Daten in nichtflüchtigen NAND-Zellen zu sichern, bevor die Stromversorgung vollständig unterbrochen wird.
Wir glauben, dass Samsung einen Weg gefunden hat, dies etwas zu negieren und die Schreibleistung auf rund 1.430 MB / s zu verbessern, aber keiner kann die Schreibleistung von Consumer-Laufwerken mit 3.000 MB / s bieten.
Beide waren besser als Synology, da nur 550 MB auf dem SNV3400-400G geschrieben werden können.
Obwohl wir das Samsung 983 DCT nicht offiziell getestet haben, scheint es einen deutlichen Schreibvorteil gegenüber dem IronWolf 510 zu haben, aber das Seagate-Laufwerk bietet bessere IOPS.
Wie sich dies insgesamt auf die Leistung auswirken kann, wenn das Laufwerk ausschließlich für das Caching und nicht für den direkten Dateizugriff verwendet wird, ist umstritten. Wir vermuten jedoch, dass Samsung für diejenigen, die ein NAS ausschließlich für die Dateiservierung verwenden, möglicherweise die bessere Wahl ist, während für diejenigen, die es für NAS-installierte Anwendungen verwenden, der IronWolf 510 möglicherweise der Cache der Wahl ist.
NAS und SSDs
Wenn eine NAS-Box mit physischen Festplatten gefüllt ist, gibt es realistische Grenzen dafür, wie schnell sie selbst mit einer perfekt gestalteten RAID-Konfiguration lesen und schreiben kann. Normalerweise liest und schreibt eine Festplatte mit etwa 150 MB / s, wobei ein RAID-Pack mit fünf Laufwerken insgesamt etwa 400 bis 450 MB / s liefert, oder das Äquivalent einer einzelnen SSD mit SATA-Anschluss.
Es erfordert nicht viel mathematisches Können, um zu erkennen, dass der IronWolf 510 mit 3.000 MB / s Lese- und 1.000 MB / s Schreibvorgängen nicht genau auf den physischen Speicher in dieser hypothetischen Konfiguration abgestimmt ist. Sofern das Laufwerkspaket nicht aus 10 oder sogar 20 Laufwerken besteht, ist der Leistungsumfang besser ausgerichtet, wenn es sich bei den Laufwerken nicht um Festplatten, sondern um SATA-SSDs handelt.
Vielleicht werden 4 TB SATA-SSDs in ein paar Jahren billig sein, und NAS-Boxen werden mit ihnen überflutet sein, und der IronWolf 510 wird dann wesentlich sinnvoller sein.
Alternativ werden wir wahrscheinlich die Verwendung von SATA einstellen und M.2-SSDs in die neuen winzigen NAS-Boxen einbinden und das Zwischenspeichern von Speichervorgängen vollständig vergessen.
Aufgrund dieser etwas vorhersehbaren Zukunft wird das Zeitfenster für Geräte wie den IronWolf 510 kurz sein, und das nächste Laufwerk in dieser Serie wird höchstwahrscheinlich als Cache- oder Speicherlaufwerk beworben.
Diese zukünftigen Geräte benötigen jedoch weiterhin eine Struktur wie die des IronWolf 510 mit inhärenter Stromausfallminderung, sodass es wahrscheinlicher ist, dass zukünftige Designs dies in allen NVMe-Speichern berücksichtigen und nicht nur in solchen, die speziell für die NAS-Verwendung entwickelt wurden.
Wettbewerber
Synology verfügt über zwei von NAS entwickelte NVMe-Laufwerke, das SNV3400-400G und das SNV3500-400G, die beide nur eine Kapazität von 400 GB haben und sich nicht gut mit der Lebensdauer oder Leistung des IronWolf 510 vergleichen lassen. Außerdem sieht das Seagate-Laufwerk etwas günstiger aus Der SNV3400-400G kostet normalerweise 225 US-Dollar für 400 GB, während der IronWolf 510 169,99 US-Dollar für 480 GB Kapazität kostet.
Die einzige andere große Marke, die über ein NAS-abgestimmtes NVMe-Laufwerk verfügt, ist Samsung mit seinem 983 DCT, der auf dem Samsung Phoenix-Controller basiert. Das ist sowohl mit einer Kapazität von 960 GB als auch mit einer Kapazität von 1,92 TB erhältlich, hat eine ähnliche DWPD und kostet 277 US-Dollar für das 960-GB-Modell.
Dieser Preis unterbietet den IronWolf 510, aber wir haben gesehen, dass das 1-TB-Modell auf dieses Niveau reduziert wurde.
Endgültiges Urteil
Angesichts der Tiefstkosten von NAND aufgrund eines unterprognostizierten Verbrauchs und verbesserter Produktionserträge ist der Wert des IronWolf 510 der größte Knackpunkt.
Es ist viel mehr als ein Consumer-NVMe-Laufwerk, obwohl es billiger ist als das störend teure Synology SNV3000.
Obwohl wir von einigen der Technologien, die Seagate in den 510 integriert hat, beeindruckt sind, gibt es immer noch viele Einschränkungen bei der Verwendung von NVMe in NAS, nicht zuletzt die Einschränkungen, die die NAS-Hersteller ihnen auferlegt haben.
Wir haben festgestellt, dass einige, wie Synology, nicht zulassen, dass der NVMe-Speicher für etwas anderes als das Caching verwendet wird, und andere erlauben, dass es beides ist.
Durch Erhöhen des Caches durch Hinzufügen eines Laufwerks wie dem IronWolf 510 werden nur einige Leistungsprobleme behoben, nicht alle.
Es ist gut bei der Verbesserung von Leistungsproblemen, die durch eine große Anzahl von Dateien in einem einzelnen Ordner, zahlreiche und häufig aufgerufene kleine Dateien verursacht werden. Sie sind auch nützlich für NAS-basierte Anwendungen, die Datenbanken und die Manipulation großer Datenmengen umfassen.
Wo sie nicht viel helfen, finden Sie in einigen der sehr zeitaufwändigen Übungen, die eine NAS-Box ausführen kann, als Oberflächenvalidierung oder Wiederaufbau. Außerdem werden Dateiübertragungen zu verbundenen Hostsystemen nicht schneller ausgeführt, da die Netzwerkbandbreite begrenzt ist.
Bevor Sie mit beiden Füßen einsteigen und viel investieren, sollten Sie sich überlegen, ob das Leistungsproblem von einem oder mehreren dieser Unternehmen behoben wird.
Der Seagate IronWolf 510 ist eine teure Lösung aus einer bemerkenswert kurzen Liste teurer NAS-SSDs, die mit einiger Planung eingesetzt werden muss, wenn sie als sinnvoll erachtet werden soll.
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