Análise da placa Synology E10M20-T1 M.2 SSD e 10GbE

A Synology tem uma boa linha de dispositivos NAS que são ótimos para SOHO e SMBs. A única desvantagem é que os NAS de médio porte geralmente não são construídos com desempenho máximo e velocidade de rede em mente. Graças a um novo cartão adicional, agora eles não precisam ser. Com a introdução do Synology E10M20-T1 AIC, os usuários podem obter E/S e largura de banda muito maiores com um cartão.

A Synology tem uma boa linha de dispositivos NAS que são ótimos para SOHO e SMBs. A única desvantagem é que os NAS de médio porte geralmente não são construídos com desempenho máximo e velocidade de rede em mente. Graças a um novo cartão adicional, agora eles não precisam ser. Com a introdução do Synology E10M20-T1 AIC, os usuários podem obter E/S e largura de banda muito maiores com um cartão.

Para largura de banda, o Synology E10M20-T1 vem com uma porta 10GbE, aumentando drasticamente a E/S de um NAS com GbE integrado. Além do desempenho de rede aprimorado, a placa vem com dois slots SSD NVMe para unidades M.2 (fatores de forma 2280 e 22110). Isso oferece aos usuários alto desempenho de E/S e adiciona dois slots NVMe para cache SSD sem abrir mão dos compartimentos da unidade. Dessa forma, os usuários podem carregar seu NAS com HDDs de alta capacidade e ainda ter um cache SSD. Esta placa também é particularmente útil em alguns dos sistemas NAS mais antigos da Synology, que não possuem os slots SSD integrados.

A Synology E10M20-T1 pode ser comprado hoje por $ 250. Para quem preferir, também temos um vídeo passo a passo do cartão.

Especificações Synology E10M20-T1

Design e Construção

O Synology E10M20-T1 é um HHFL AIC que caberá em modelos selecionados de Synology NAS. De um lado estão os dissipadores de calor que percorrem o comprimento do cartão.

Remover o dissipador de calor com quatro parafusos na parte traseira dá acesso aos dois compartimentos M.2 NVMe SSD. No geral, é fácil proteger as unidades no cartão.

A parte de trás do cartão é relativamente espartana. A Synology também inclui um suporte de tamanho completo na caixa, caso seja necessário, e algumas almofadas de contato térmico para os SSDs.

Desempenho

Para testar o Synology E10M20-T1 inserimos em um Synology DS1819 +. Enchemos as baias do HDD com WD Red 14 TB HDs. Para a cache, usamos SSDs SNV3400-400G da Synology. Testamos as unidades na configuração iSCSI e CIFS em RAID6 com o cache ativado e desativado.

Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa

Nosso processo de benchmark de disco rígido corporativo pré-condiciona cada unidade em estado estacionário com a mesma carga de trabalho com a qual o dispositivo será testado sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread. Em seguida, ele é testado em intervalos definidos em vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado. Uma vez que os discos rígidos atingem seu nível de desempenho nominal muito rapidamente, apenas representamos graficamente as seções principais de cada teste.

Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:

• Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
• Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
• Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
• Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)

Nossa Enterprise Synthetic Workload Analysis inclui quatro perfis baseados em tarefas do mundo real. Esses perfis foram desenvolvidos para facilitar a comparação com nossos benchmarks anteriores, bem como valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4K e 8K 70/30, que é comumente usado para unidades corporativas.

• 4K
  • 100% de leitura ou 100% de gravação
  • 100% 4K
• 8K 70/30
  • 70% de leitura, 30% de gravação
  • 100% 8K
• 128K (Sequencial)
  • 100% de leitura ou 100% de gravação
  • 100% 128K

Na primeira de nossas cargas de trabalho corporativas, medimos uma longa amostra de desempenho 4K aleatório com 100% de gravação e 100% de atividade de leitura para obter nossos resultados principais. Para o CIFS, vimos 170 IPS lidos e 1,461 IOPS gravados sem cache e 4,075 IOPS lidos e 10,950 IOPS gravados com o cache ativo. Para iSCSI, vimos 2,897 IOPS lidos e 1,502 IOPS gravados sem cache e aproveitando o cache no AIC, vimos 20,021 IOPS lidos e 22,439 IOPS gravados.

Com latência média de 4K, o CIFS nos deu 1,497ms de leitura e 176ms de gravação sem o cache e, ao ligá-lo, caiu para 63ms de leitura e 23ms de gravação. iSCSI viu 88ms de leitura e 170ms de gravação, então ligando o cache caiu para 12.8ms de leitura e 11.4ms de gravação.

O próximo passo é a latência máxima de 4K. Aqui, o CIFS atingiu 4,476ms de leitura e 3,360ms de gravação sem o cache; aproveitando o AIC, os números caíram para 339 ms de leitura e 45 ms de gravação. O iSCSI tinha 1,051ms de leitura e 6,131ms de gravação sem o cache, e com ele a latência de leitura subiu para 11,951ms, mas a latência de gravação caiu para 171ms.

Nosso último teste de 4K é o desvio padrão. Aqui, sem o cache, o CIFS nos deu 228 ms de leitura e 288 ms de gravação, com a latência de ativação do cache reduzida para 7.3 ms de leitura e 2 ms de gravação. Para iSCSI, vimos novamente um pico em vez de uma queda nas leituras, passando de 69ms sem cache para 196ms com cache. As gravações apresentaram uma melhora, passando de 282ms para 16ms.

Nosso próximo benchmark mede 100% de taxa de transferência sequencial de 8K com uma carga de 16T16Q em operações 100% de leitura e 100% de gravação. Aqui, a configuração CIFS sem o cache teve 13,989 IOPS de leitura e 10,770 IOPS de gravação; depois que o cache foi ativado, os números foram para 13,055 IOPS de leitura e 11,443 IOPS de gravação. Com o iSCSI vimos 56,579 IOPS lidos e 30,288 IOPS sem o cache habilitado, com ele habilitado vimos o desempenho subir um pouco para 57,774 IOPS lidos e 33,265 IOPS gravados.

Em comparação com a carga de trabalho fixa de 16 encadeamentos e 16 filas que executamos no teste de gravação 100% 4K, nossos perfis de carga de trabalho mistos dimensionam o desempenho em uma ampla variedade de combinações de encadeamento/fila. Nesses testes, estendemos a intensidade da carga de trabalho de 2 threads e 2 filas até 16 threads e 16 filas. No CIFS sem cache, vimos a taxa de transferência começar em 221 IOPS e terminar em 219 IOPS, bastante estável o tempo todo. Com a habilitação em cache, vimos o início do CIFS em 4,597 IOPS e o término em 4,844 IOPS. Para iSCSI, o não-cache começou em 519 IOPS e terminou em 1,751 IOPS. Com o cache ativado, vimos o iSCSI iniciar em 8,308 IOPS e terminar em 1,340 IOPS.

Ao observar os tempos médios de resposta de 8K 70/30, a configuração CIFS começou em 18ms e terminou em 1,161ms sem cache, e com a placa ativa caiu para 860µs no início e terminou em 53ms. Para iSCSI, vimos 7.7ms no início e 146ms no final sem o cartão, com o cartão foram 470µs no início e 191ms no final.

Com latência máxima de 8K 70/30, a configuração do CIFS começou em torno de 1,009 ms e subiu para 4,799 ms. Com o cache ativado, os números caíram de 523ms para 260ms. Com o iSCSI, vimos a latência passar de 1,436 ms para 5,614 ms sem o cache e de 640 ms para 13,588 ms com o cache.

Para 8K 70/30 Standard Deviation, a configuração CIFS começou em 26ms e correu para 477ms sem o cache, com o NIC passou de 1.3ms para 10.1ms. Para iSCSI, dizemos 17ms a 299ms sem cache e 920µs a 1,155ms com ele.

O último benchmark Enterprise Synthetic Workload é nosso teste de 128K, que é um teste sequencial de blocos grandes que mostra a maior velocidade de transferência sequencial para um dispositivo. Nesse cenário de carga de trabalho, o CIFS tinha 1.09 GB/s de leitura e 464 MB/s de gravação sem o cache e 1.14 GB/s de leitura e 484 MB/s com ele. Para iSCSI, vimos 1.15 GB/s de leitura e 443 MB/s sem cache e 1.15 GB/s de leitura e 615 MB/s de gravação com ele.

Conclusão

A Synology criou uma maneira fácil de adicionar conectividade 10GbE e cache NVMe a uma quantidade selecionada de seus dispositivos NAS por meio do Synology E10M20-T1 AIC. A placa se encaixa perfeitamente com a linha SSD da empresa e possui slots para caber em dois fatores de forma 2280 ou 22110 M.2. Isso permite que os usuários carreguem o NAS com HDDs de alta capacidade e, em seguida, usem o cartão para aumentar o desempenho de E/S. E, claro, a porta 10GbE aumenta a velocidade da rede nas portas GbE integradas.

Para desempenho, mais uma vez aproveitamos o Synology DS1819 + com HDs WD Red de 14 TB, só que desta vez adicionamos o E10M20-T1 AIC com dois SSD Synology SNV3400-400G. Na maioria dos casos, mas não em todos, vimos uma melhora no desempenho. Em vez de listar o desempenho novamente, vamos examinar primeiro as diferenças com a configuração do CIFS. Na taxa de transferência CIFS 4K, vimos um aumento de 3,905 IOPS lidos e 9,489 IOPS gravados. Na latência média de 4K, vimos a latência cair 1,434ms em leituras e 153ms em gravações. Na latência máxima de 4K, vimos uma queda de 4,137ms na leitura e 3,315ms na gravação. O desvio padrão de 4K teve uma queda de 220.7ms na leitura e 286ms nas gravações. Em 100% 8K, vimos uma redução de 934 IOPS nas leituras e um aumento de 673 IOPS na gravação. O sequencial de blocos grandes viu um aumento de 50 MB/s em leituras e 20 MB/s em gravações.

Com o desempenho do iSCSI, vimos destaques da taxa de transferência de 4K com um aumento de 17,124 IOPS de leitura e 20,937 IOPS de gravação. Na latência média de 4K, vimos uma queda de 75.2ms nas leituras e 158.6ms nas gravações. Na latência máxima de 4K, vimos um aumento de 10,900ms na leitura e uma diminuição de 15,960ms na gravação. O desvio padrão de 4K viu um aumento na latência novamente subindo 127ms na leitura e uma queda nas gravações de 266ms. Em 100% 8K, vimos um aumento de 1,200 IOPS em leituras e 2,977 IOPS em gravação. A leitura sequencial de blocos grandes manteve-se estável em 1.15 GB/s com ou sem cache e aumento de 172 MB/s nas gravações.

O Synology E10M20-T1 AIC é uma maneira fácil de adicionar conectividade 10GbE e um cache SSD para selecionar modelos Synology NAS. Embora não tenha melhorado todo o desempenho em geral, houve alguns aumentos significativos em vários de nossos benchmarks.

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