NAS para SSD: Um sistema de armazenamento de alto desempenho

Índice:

• O que é um NAS para SSD?
• O desempenho dos discos rígidos é suficiente?
• Aceleração com SSDs em um NAS
• Tipos de SSDs para uso em servidores
• A importância do IOPS e da latência
• Quando um all-flash NAS é a escolha certa?
• E sobre a durabilidade dos SSDs?
• Configurando RAID com unidades SSD
• A rede como um novo gargalo
• Escolhendo o sistema de armazenamento ideal

Muitas empresas enfrentam uma lentidão constante no acesso aos dados. Essa limitação nos sistemas com discos rígidos tradicionais afeta diretamente a produtividade das equipes em suas tarefas diárias.

Esse atraso gera gargalos significativos. O problema se agrava em aplicações com alta demanda por leitura e escrita como bancos de dados, virtualização ou edição de vídeo.

Assim, a adoção por mídias mais rápidas para armazenamento se torna uma necessidade. Um sistema de armazenamento de alto desempenho é a resposta para eliminar esses obstáculos e acelerar as operações.

O que é um NAS para SSD?

Um NAS para SSD é um sistema de armazenamento em rede projetado ou otimizado para usar exclusivamente unidades de estado sólido. Essa arquitetura entrega um altíssimo número de IOPS e uma latência muito baixa, ideal para aplicações críticas que exigem máximo desempenho.

O funcionamento vai além da simples troca dos discos. O hardware do servidor, incluindo seu processador, sua memória RAM e suas portas de rede, precisa suportar a velocidade dos SSDs para não criar novos pontos de lentidão. Vários sistemas all-flash são construídos com essa finalidade.

Suas aplicações são vastas. Ambientes com virtualização, bancos de dados com transações frequentes, edição de vídeos em 4K ou 8K e processamento de dados para inteligência artificial são alguns exemplos que se beneficiam imensamente com essa tecnologia.

O desempenho dos discos rígidos é suficiente?

Os discos rígidos são dispositivos mecânicos. Eles possuem limites físicos de velocidade por causa das suas partes móveis como braços atuadores e pratos giratórios. Essa característica resulta em uma latência inerente maior quando comparada a outras tecnologias.

Esse atraso se acumula e prejudica todo o sistema. Em cargas de trabalho com acesso aleatório, como múltiplos usuários acessando arquivos pequenos ou um banco de dados movimentado, alguns poucos HDDs podem se tornar um grande gargalo.

Ainda assim, os discos rígidos continuam úteis em certos cenários. Eles oferecem um excelente custo por terabyte para armazenamento em massa ou para arquivamento de dados com acesso pouco frequente. Portanto, a escolha nem sempre é simples e depende da aplicação.

Aceleração com SSDs em um NAS

As unidades de estado sólido não possuem partes móveis. Elas acessam os dados eletronicamente e por isso reduzem drasticamente a latência. Com isso, o número de operações de entrada e saída por segundo (IOPS) aumenta bastante.

O impacto no dia a dia é imediato. Isso se traduz em aplicações que carregam mais rápido, consultas a bancos de dados que retornam quase instantaneamente e uma edição de vídeo muito mais fluida. Vários profissionais podem trabalhar ao mesmo tempo sem quedas no desempenho.

Alguns sistemas de armazenamento também usam os SSDs para cache. Essa abordagem híbrida acelera um conjunto maior de discos rígidos. É uma forma inteligente para equilibrar o custo com a performance do equipamento.

Tipos de SSDs para uso em servidores

Nem todos os SSDs são fabricados da mesma forma. As unidades para o consumidor final são projetadas para cargas de trabalho mais leves. Elas geralmente possuem uma durabilidade menor, medida pelo seu TBW (Terabytes Written).

Já os SSDs empresariais incluem recursos avançados. Eles contam com proteção contra perda de energia e classificações de resistência muito mais altas. Essas unidades foram feitas para operar 24 horas por dia sob escrita intensa, algo comum em um servidor.

Usar um SSD de consumo em um NAS corporativo é um risco. A falha prematura da unidade pode levar à perda de dados importantes. A escolha do drive correto precisa sempre corresponder à carga de trabalho esperada para o sistema.

A importância do IOPS e da latência

O IOPS mede quantas operações de leitura e escrita um drive consegue processar por segundo. Esse número é fundamental para ambientes com muitos acessos a arquivos pequenos e aleatórios, como em um servidor de arquivos para uma equipe grande.

A latência, por sua vez, é o tempo de resposta a uma requisição. Uma latência baixa é essencial para a experiência do usuário, pois faz as aplicações parecerem mais ágeis. Os SSDs se destacam muito nesse quesito.

A combinação entre um IOPS elevado e uma latência mínima é a marca registrada de um sistema all-flash. Esse conjunto é o que realmente desbloqueia o desempenho em ambientes de alta exigência, onde cada milissegundo conta.

Quando um all-flash NAS é a escolha certa?

Se as aplicações da sua empresa estão lentas, um all-flash NAS é um forte candidato para resolver o problema. Reclamações dos usuários sobre a demora para abrir arquivos ou uma performance ruim na virtualização são sinais claros da necessidade por mais velocidade.

Alguns cenários se beneficiam imensamente dessa tecnologia. Infraestruturas com desktops virtuais (VDI), bancos de dados transacionais e fluxos de trabalho colaborativos em vídeo com alta resolução são exemplos perfeitos.

O custo inicial pode ser maior em comparação com soluções baseadas em HDDs. No entanto, o retorno sobre o investimento aparece com os ganhos em produtividade e com a redução nos gargalos operacionais, o que frequentemente justifica a mudança.

E sobre a durabilidade dos SSDs?

Uma preocupação antiga sobre os SSDs era a sua vida útil limitada por ciclos de escrita. Os SSDs empresariais modernos possuem uma durabilidade muito alta. Essa resistência é medida em Terabytes Gravados (TBW) ou Gravações por Dia na Unidade (DWPD).

Os sistemas operacionais dos storages ajudam a gerenciar essa durabilidade. O QTS da QNAP, por exemplo, possui ferramentas para nivelamento de desgaste e provisionamento adicional (over-provisioning). Essas funções gerenciam as células de memória flash para maximizar a vida útil do drive.

Na prática, a realidade é outra. Para a maioria dos casos de uso empresarial, um SSD corporativo em um NAS durará muitos anos. Frequentemente ele ultrapassa a sua vida útil planejada antes mesmo de atingir o seu limite de escrita.

Configurando RAID com unidades SSD

A redundância continua sendo fundamental para a segurança dos dados. Configurações em RAID como RAID 5, RAID 6 ou RAID 10 protegem o sistema contra a falha de um drive, uma ocorrência que ainda pode acontecer com SSDs.

A escolha do RAID também afeta a performance. O RAID 10 oferece um excelente desempenho e redundância para tarefas com escrita intensiva. Já os arranjos RAID 5 e 6 são mais eficientes em espaço, mas possuem uma penalidade na escrita, embora isso seja menos perceptível com SSDs rápidos.

Um sistema de arquivos moderno como o ZFS ou Btrfs, quando combinado com RAID, também adiciona mais uma camada de proteção. Ele oferece recursos de integridade como checksums, que protegem contra a corrupção silenciosa de dados.

A rede como um novo gargalo

Quando você atualiza o armazenamento para uma solução all-flash, o gargalo de desempenho geralmente se move para a rede. Uma conexão Ethernet de 1 Gigabit pode rapidamente se tornar insuficiente para a velocidade do novo sistema.

Para aproveitar totalmente a velocidade de um NAS com SSDs, uma rede mais rápida é necessária. Conexões com 2.5GbE, 10GbE ou velocidades ainda maiores se tornam um requisito para não limitar o potencial do armazenamento.

Uma solução de armazenamento com alto desempenho exige uma visão completa do sistema. O NAS, as unidades, os switches de rede e os computadores dos clientes precisam ser capazes de lidar com a maior taxa de transferência de dados.

Escolhendo o sistema de armazenamento ideal

A decisão final depende da sua aplicação específica. As necessidades por performance, os requisitos por capacidade e o orçamento disponível são fatores determinantes. Não existe uma única solução que sirva para todos os cenários.

A QNAP oferece uma vasta gama de modelos NAS. Existem desde sistemas híbridos que usam cache SSD até poderosos arranjos all-flash construídos para desempenho extremo. Muitos desses modelos já incluem portas de rede com 2.5GbE ou 10GbE.

A escolha da arquitetura de armazenamento correta envolve uma análise cuidadosa sobre capacidade, desempenho, redundância e crescimento futuro. Fale com um de nossos especialistas para uma análise técnica e encontre a solução QNAP ideal para sua demanda.