QNAPのNAS 451+にSSDキャッシュを組み込んでみる!RAID 5とのベンチマーク比較

今日はQNAPのNASに「SSD キャッシュ」を組んでみようと思います。

QNAP NAS の4ドライブ以上のモデルには「SSD キャッシュ」という機能が付いています。ハードディスクベイにSSDを入れることによって、保存用ではなくキャッシュとして応答速度の高速化に利用することができます

今回はサムスンの128 GBのSSDを用意し、キャッシュを構築してみようと思います!

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SSDを用意する

こちらが購入してきたSSD 2枚です。

QNAP TS-451+ SSDキャッシュ-レビュー-01

個人用のNASでそんなに大量のファイルを扱うわけではありませんので、120 GBをチョイス。最近はかなり価格が下がってきて、120GBなら3千円後半でも買えるようになりました。

ちなみに、SSDキャッシュは1台でも構築することはできますが、読み取り専用キャッシュとなってしまいます。

2台以上のSSDでRAID 1を組むことで、読み/書き両方にキャッシュを提供することが可能になります。

 

1台のSSDでも読み書きキャッシュなんてできそうじゃないか、と思うかもしれませんがこれは単純に安全性の問題だと思います。

1台の SSDで運用していて、もしいつのまにかSSDが故障していた場合、読み込み・書き込みとも破損したデータになる可能性があります。

読み込みだけならファイルが破損していても、再度HDDから読めばいいので問題はありませんが、書き込みはSSDに書き込んだ後でハードディスクに書き込むので、破損したデータが次々に書き込まれる事態になるでしょう。

そのためRAID 1で同時に書き込んでいくことで、データを比較し、安全性を確保してるんだと推測しています。(※これは公式発表ではなく私の推測です。)

SSD キャッシュの構築

それではさっそく組み込んでみましょう。

TS-451+は4ベイタイプになりますので、2台のSSDと2台のハードディスクという構成になります。

QNAP TS-451+ SSDキャッシュ-レビュー-03

 

ハードディスクは2台になってしまうため、RAID 0 か RAID 1のみしか構築できません。RAID 5やRAID 10は使いたくても使えないことになります。

とはいっても、RAID 5も10も安全性+高速化を考えるものですから、RAID 1 + SSDキャッシュなら目指すところは同じだといえます。むしろSSDが加わる分、高速化するのではないでしょうか。

 

もちろん6ドライブ8ドライブなど多数のドライブを持つモデルならSSD RAID 1キャッシュ + RAID 6という高速で安全な環境を構築できます。またはTS-451+に増設用のエンクロージャをつなぐという手もあります。

ただ、ここまで話が大きくなると、すでに個人用の範囲を超えていますね。

余談ですが最近のQNAPのNASには、エキスパンションM.2 SSD を搭載できたり、標準でキャッシュ用の SSD ベイを備えているタイプもあります。高価ですがより高い機能実現したい場合には、こういうモデルを検討するのもいいかもしれません。

 

次に管理画面に入りキャッシュを設定します。SSDを搭載しただけでは有効にはなりません。

ここのスイッチをオンにすることで、あとはNASが自動でSSDキャッシュを利用してくれます。あまりに簡単であっけないほどです。

 

SSD キャッシュを有効にしたあと、いろいろなファイルを読み取ってみると、だんだんとキャッシュが溜まっていき、ヒット率が表示されるようになります。

僕は主に写真やプログラムのソースになりますが、同じデータを何度も何度も見る場合、以前より写真のプレビューなどが速くなった気がします。

ただ強烈に改善されたかというとそういうわけでもありません。

書き込みもかなり頻繁にキャッシュが使われているようです。例えば Lightroom から大量の写真を読み込む場合、以前より速いような気がするという程度でした。

 

とはいえキャッシュ効果はそれだけではなく、例えば書き込みはいったんSSD が全て受けつけ、そこからまとめてハードディスクに書き込むため、ハードディスクのヘッドの移動などが少なくなりハードディスク寿命を延ばすことになります。

多人数で同じファイルを開いたり閉じたりする時は、ディスクの負担はかなり改善することが予想されます。

ディスクの速度を見てみる

Crystal Disk Markでベンチマークをとってみました。

結果はこの通り。

RAID 5 キャッシュなしRAID 1 + SSDキャッシュ
1GBの読み書き
4GBの読み書き

 

ご覧の通り、1GB/SのLANでは回線上限になってしまい、キャッシュの有無であまり違いがありません。ほとんど誤差レベルといっていいでしょう。

Crystal Disk Markはランダムなデータなので、キャッシュにほぼヒットしないという点も、注意しなければいけません。それでも、通常はけっこう遅くなるRAID 1の書き込みでも、RAID 5相当の速度を見せています。

 

複数人で同じ大容量のエクセルを開いてみたところ、2回目からはパッと表示され、これはキャッシュの効果かな?という部分はありました。

キャッシュの使用率

しばらく使っているとキャッシュ容量はどんどん増えていき、100%の使用率となっていました。

読み込みキャッシュのヒット率は平均70~80%ほどとなっています。

ただ書き込みの50%というのはどういうことなのでしょうか。書き込みというのは常に新しいデータが書き込まれることであって、一体なにをキャッシュをしているのか、いまいちわからない部分です。

とはいえ全自動なので、特にこちらから常にキャッシュに置くファイルを指定したりできるわけではありません。たぶん効率よくやっているのだろう、という感じで見ています。(;^_^

WTS的まとめ

QNAPのNASは様々な機能を持っていますが、SSD キャッシュの仕組みというのは面白いと思います。

体感的に劇的な差があるわけではありませんが、RAID 5相当の速度をRAID 1で実現しているというのはかなり大きいのではないでしょうか。

 

 

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