Với việc trang bị SSD Cache cho các thiết bị NAS Synology, bạn có thể loại bỏ tình trạng thắc nút cổ chai trên cỗ máy của mình và tối ưu hiệu suất.

HDD vs SSD: Vì sao sự khác biệt lại đóng vai trò đặc biệt quan trọng?

Có một cuộc chiến ở ngoài kia giữa những ổ cứng HDD truyền thống và SSD mới, cả 2 đều có những điểm mạnh và điểm yếu riêng.

Một ổ cứng HDD có bộ truyền động, phần đọc/ghi dữ liệu, trục xoay và đĩa cứng – nơi lưu trữ dữ liệu.

Khi xử lý một lượng lớn các yêu cầu đọc và ghi – đặc biệt là một lượng lớn các tập tin có dung lượng bé, bộ phận đọc/ghi dữ liệu và đĩa quay phải di chuyển liên tục để tìm kiếm dữ liệu nằm rải rác trên ổ cứng.

Và đó chính là lúc độ trễ xuất hiện.

Một ổ cứng SSD không cần đến đầu đọc, nó lưu dữ liệu lên bộ nhớ thể rắn, tiết kiệm điện năng, không gây tiếng ồn, rung lắc và sinh nhiệt, cũng như vận hành ở tốc độ cao khi so sánh với ổ cứng HDD truyền thống.

Giờ thì bạn đã biết được sự khác biệt, vậy SSD Cache là gì?

SSD Cache chính là vùng không gian lưu trữ tạm thời cho những dữ liệu thường xuyên được truy xuất (hay còn được gọi là hot data) trên chip nhớ của ổ cứng SSD.

Dành ra một phần dung lượng làm bộ nhớ đệm cho hot data giúp cho các ổ cứng SSD với độ trễ thấp có thể đáp ứng các yêu cầu truy xuất dữ liệu dễ dàng hơn, tăng tốc quá trình đọc ghi dữ liệu và đẩy hiệu năng tổng thể lên cao.

Khi chạy những ứng dụng đòi hỏi các IOPS ngẫu nhiên cao hơn hoặc khi có một lượng dữ liệu lớn được ghi xuống ổ cứng trên những vùng dữ liệu không liền kề như database hay dịch vụ email, sử dụng toàn bộ bằng ổ SSD có thể làm bạn cháy túi.

Lúc này, bạn có thể đẩy vào volume hiện hành hoặc LUN một ổ SSD Cache, để tạo ra vùng đệm cho việc đọc và ghi, giúp cải thiện hiệu năng truy cập dữ liệu ngẫu nhiên.

Lưu ý là với các hoạt động đọc ghi tuần tự với dữ liệu lớn như truyền phát trực tuyến các nội dung phim ảnh HD thì sử dụng SSD Cache không giúp cải thiện nhiều.

SSD Cache có thể chia ra làm 2 loại:

Loại thứ nhất, Read-only Cache: Khi bạn thiết lập một ổ SSD như là bộ nhớ tạm chỉ đọc, chỉ những dữ liệu được truy xuất thường xuyên là lưu vào không gian chứa dữ liệu này để tăng tốc độ đọc ghi ngẫu nhiên.

Và bởi vì nó không liên quan đến việc ghi dữ liệu xuống ổ cứng, nên dữ liệu vẫn an toàn, thậm chí ngay cả khi ổ SSD Cache này bị hư.

Loại thứ hai, Read-write Cache: Điểm khác biệt so với ở trên là dữ liệu đồng bộ được ghi xuống ổ SSD. Để đảm bảo an toàn dữ liệu, bạn cần ít nhất 2 ổ SSD để thiết lập RAID 1, tăng khả năng chịu lỗi cho ổ SSD.

Tuy nhiên, vẫn có nguy cơ bị mất dữ liệu nếu số lượng ổ cứng SSD bị mất khả năng ghi dữ liệu (bị “mòn”) vượt quá khả năng chịu lỗi như bị cùng lúc cả 2 ổ trong cấu hình của RAID.

Cần nói thêm, mỗi ổ cứng SSD cho phép ghi một lượng dữ liệu nhất định, nếu lượng dữ liệu ghi xuống ổ này vượt khỏi con số giới hạn, ổ SSD này sẽ không thể ghi thêm dữ liệu lên, không quan tâm ổ còn mới hay cũ.

Lựa chọn sao cho đúng?

Dữ liệu đọc ghi càng nhiều, thì tuổi thọ của ổ SSD càng ngắn lại, xuống cấp. Tìm một ổ cứng phù hợp nhu cầu là điều tối quan trọng vì bạn sẽ không muốn ổ SSD của mình bị hao mòn quá nhanh.

Khi lựa chọn ổ SSD cho thiết bị NAS Synology của mình, bạn cần kiểm tra độ bền của nó dựa trên 2 thông số kỹ thuật như sau:

• TBW (Terabytes Written)
• DWPD (Drive Writes Per Day)

TBW là lượng dữ liệu tối đa có thể ghi vào ổ SSD trong suốt vòng đời của nó, trong khi đó, DWPD nói đến số lần bạn có thể ghi đè lên ổ SSD mỗi ngày trong thời gian bảo hành.

Nếu bạn biết dung lượng ổ SSD và thời gian bảo hành, bạn có thể chuyển đổi sang con số TBW và DWPD theo công thức dưới đây:

• TBW = DWPD X 365 X Thời gian bảo hành (Năm) X Dung lượng (TB)
• DWPD = TBW / (365 X Thời gian bảo hành (Năm) X Dung lượng (TB))

Ví dụ: Nếu như bạn có ổ SSD Samsung 970 EVO Plus NVMe M.2 SSD 500GB (0.5TB) với thời gian bảo hành 5 năm và có TBW = 300 (con số này được nhà sản xuất ghi trực tiếp trên trang thông tin cấu hình của thiết bị), chúng ta sẽ có các con số TBW và DWPD như sau:

• TBW = 300 TB
• DWPD = 300 / (365 X 5 X 0.5) ~ 0.328

Như vậy, ổ cứng này cho phép ghi đè tầm 32% của 500GB ~ 160GB mỗi ngày trong suốt 5 năm là ổn. Nếu như điều kiện 300 TB tới trước thì nên mua ổ cứng mới thay dự phòng. Cách tính DWPD bạn có thể tham khảo thêm tại đây.

Như vậy, hãy kiểm tra dung lượng phình ra trên NAS mỗi ngày để có được con số chính xác và lựa chọn model SSD phù hợp hoặc dự phòng trong trường hợp bạn đang dùng SSD Cache.

Nếu như bạn sử dụng NAS cho các ứng dụng cần nhiều tác vụ ghi dữ liệu, Synology đề xuất sử dụng ổ cứng SSD dòng Enterprise để đảm bảo chúng có thể chịu tải cho các tác vụ đọc ghi nặng.

Những mẫu SSD dành cho người dùng cuối thường có DWPD dưới 1, như ổ SSD Samsung trong ví dụ trên. Dòng sản phẩm này phục vụ tốt cho nhu cầu làm ổ khởi động hoặc tác vụ đọc ghi đơn giản.

Ngược lại, dòng SSD dành cho doanh nghiệp lớn (Enterprise) thường có con số DWPD từ 1 đến 10, với sự bền bỉ và ổn định cao hơn rất nhiều.

Thừa thắng xông lên

Với việc hiểu được vai trò của ổ cứng SSD trong công nghệ SSD Cache Synology trang bị cho dòng NAS của mình, chúng ta đi đến một phần khác không kém phần quan trọng: Bộ nhớ RAM.

Công nghệ SSD Cache đòi hỏi một lượng RAM phù hợp với dung lượng SSD sử dụng, bạn sẽ cần phải nâng cấp bộ nhớ RAM lớn hơn nếu sử dụng SSD Cache lớn.

Để duy trì sự ổn định của hệ thống, chỉ 1/4 bộ nhớ RAM có sẵn đi kèm theo máy được phân bổ cho SSD Cache. Hãy xem xét bài toán dưới đây để có cái nhìn rõ ràng hơn về RAM cho SSD Cache.

1GB SSD chiếm khoảng 416KB bộ nhớ hệ thống, một cặp 2 X 128GB SSD chạy chế độ Read only (tổng cộng 256GB) cần ít nhất 104MB RAM, trong khi 2 X 128GB SSD chạy chế độ Read/Write (tổng cộng 128GB – RAID 1) thì cần 52MB RAM.

Điều này thì bạn cần chú ý, nếu thiếu bộ nhớ RAM, bộ nhớ Cache sẽ bị giới hạn.

Tối ưu lưu trữ

Nếu thiết bị NAS của bạn có cổng PCIe, bạn có thể xem xét lắp đặt một cặp adapter SSD hỗ trợ cả chuẩn SATA và NVMe để gia tăng hiệu suất bộ nhớ cache.

Với Synology M2D18, card tích hợp 2 khe SSD NVMe hỗ trợ ổ cứng SSD M.2 các chuẩn 2280/2260/2242, giúp đảm bảo không hy sinh khay ổ cứng cho ổ SSD Cache thông thường.

Khi cân nhắc bổ sung ổ cứng SSD để chạy SSD Cache nhằm tối ưu hiệu suất cho thiết bị NAS, ngoài việc tham khảo danh sách thiết bị tương thích của Synology, hãy để ý các thông số TBW và DWPD như đã nói ở trên.

Nguồn tham khảo: Synology