オープンイノベーション【オープンイノベーション】vol.38：大きなデータを日常的に運用する方必見！NAS（Asustor、QNAP）、SSDの読み書き性能を測ってみました

vol.36、vol.37で記事にしましたが、ユニスター様よりNAS2機種の評価機貸与を頂いたので、構成が異なる複数のNASとSSDとの読み書き性能の比較をしてみました。また、てんかく忍者のサービスで使っているクラウドストレージ"BOX"のクライアントソフトでI/Oも測ってみました。

　

留意事項：

計測に使っているPCが1GBイーサネットでの接続なので、NASが最高にパフォーマンスが高い10GBでの検証ではないことを予めお断りします。

　

背景

経緯：

弊社では、てんかく忍者のサービスで提供中のデータ加工において、NASの日常的な活用をしています。数百GB~TBにもなる膨大なデータの転送に係る時間は、データ加工業務リードタイムの多くの部分を占め、作業者の停滞に繋がるため、出来る限り高速化したいと考えています。

　

ネットワーク環境：

　

当R&Dセンターのイーサネット環境は、10GBスイッチが3つあり、これはスター配線でデータ処理マシン（PCやGV-Sync用MiniPC）のグループと、NASグループを構成しています。スタッフ用のPCは1GBハブ、PCのイーサネットも1GBなので、複数からのアクセスが集中する箇所だけ10GBイーサネットにしているという環境です。

スタッフのPCの島とNAS、データ処理マシン群は、光ルータの1GBハブを経由してそれぞれと繋がっています。

MTUはNAS,PC共に1500で設定。

10GBイーサネットはCAT6以上のケーブル、1GBイーサネットはCAT5以上のケーブルで接続していますので、この部分での速度劣化はない想定です。

　

NAS/SSDのスペック・構成：

機種名（呼称）	LAN1	メモリ	SSDキャッシュ	RAID
AS6510T （R&D NAS）	10GB FULL	40GB	1.8TB使用	RAID10
AS6510T (新連携NAS)	10GB FULL	8GB	1.8TB使用	RAID6
AS6804T （貸与NAS1）	10GB FULL	16GB	未使用	RAID0
TVS-h674 （貸与NAS2）	2.5GB FULL	16GB	未使用	RAID0
SPCC SATA SSD	-	32GB（PC）	-	-
WD NVMe SSD	-	128GB（PC）	-	-

　

計測方法：

NASはSMB2.0でWindowsのドライブとしてマウントし、I/O計測をCrystalDiskMark8.0.6で行いました。

※テスト実行中は他のネットワーク利用やアプリケーション利用はしていません。

またテスト中のネットワークの利用率をタスクマネージャで確認しました。

各々のNASはテスト以外のアクセスが無い状態で行いました。

ネットワークの状態が性能に大きく影響すると考え、同じテストを計4回実施しました。

　

ケースA：スタッフPCからNASに接続（1Gハブを2つ経由）

図右側の1GBネットワークからゲートウェイを通じて左側の10GBネットワーク上のNASにアクセス。

　

ケースB：データ加工PCからNASに接続（10Gハブを1つ経由）

図左下部の1０GBネットワークから左側上部の10GBネットワーク上のNASにアクセス。

　

　

結果

ざっくりとしたまとめ

・PCの1GB-LAN性能上限まで速度が出ている（800Mbps-1000MBps）※

・NASの読み取り性能は115MB/sでネットワーク性能上限まで出ている　※

・NASの書き込み性能は10-110MB/sで、データサイズやNASの構成によって異なる

・SATA SSDの速度はNAS（PCとは1GBで結線）の5倍高速。

・SATA SSDは読み取り・書き込み共にメーカ公称値の500MB/sが出ている。

・NVMe SSDは読み取り・書き込み共にメーカ公称値の6GB/sが出ている。

・BOXクライアントは読み取り書き込みでメモリやSSDを使っている。

※1GBのネットワークが性能のボトルネックになっている。

　

比較表

テスト1回目（ケースA）

AS6804Tのランダム書き込みの高速性が際立つ。

テスト2回目（ケースA）

大きなファイルのシーケンシャル、ランダム読み書きは横並び。（1GBイーサネット性能の上限）

TVS-h674のシーケンシャル読み取り、AS6804Tのランダム書き込みの高速さが際立つ。

　

　

テスト3回目（ケースA）

大きなファイルのシーケンシャル、ランダム読み書きは横並び。（1GBイーサネット性能の上限）

TVS-h674、AS6804Tのシーケンシャル読み取り、AS6804Tのランダム書き込みの高速さが際立つ。

TVS-h674のシーケンシャル書き込みが著しく遅い。（ネットワークトラフィックの影響かもしれない）

　

　

テスト4回目（ケースB）

大きなファイルのシーケンシャル、ランダム読み書きは横並び。（1GBイーサネット性能の上限）

TVS-h674、AS6804Tのシーケンシャル読み取り、AS6804Tのランダム書き込みの高速さが際立つ。

まとめ

・大きなファイルのシーケンシャル、ランダム読み書きは、115MB/s付近で横並び。（1GBイーサネット性能の上限）
・シーケンシャル読み取りでTVS-h674、AS6804Tが高速。
・ランダム書き込みでAS6804Tが高速

　

　

I/O性能、ネットワーク転送性能（実測値の例）

　

AS6510T（R&D NAS）　1回目ケースA

シーケンシャル読み取りにおいて1GBイーサネットの性能上限（125MByte/s）近くまで出ている。

　

AS6510T(新連携NAS)　1回目ケースA

シーケンシャル読み取りにおいて1GBイーサネットの性能上限（125MByte/s）近くまで出ている。

読み取り性能よりも書き込み性能が劣る（通常）

ファイルサイズに応じて性能が落ちる、かつランダムアクセスでは性能が半減以下（通常）

　

AS6804T（貸与NAS1）　1回目ケースA

シーケンシャル読み取りにおいて1GBイーサネットの性能上限（125MByte/s）近くまで出ている。

読み取り性能よりも書き込み性能が劣る（通常）

ファイルサイズに応じて性能が落ちる、かつランダムアクセスでは性能が半減以下（通常）

何故かランダムアクセスの書き込み性能が異常に高い。（他のNASの倍）

　

TVS-h674（貸与NAS2）　4回目ケースB

シーケンシャル読み取りにおいて1GBイーサネットの性能上限（125MByte/s）近くまで出ている。

読み取り性能よりも書き込み性能が劣る（通常）

ファイルサイズに応じて性能が落ちる、かつランダムアクセスでは性能が半減以下（通常）

　

SATA SSD

大きなファイルの読み書きにおいてSATA　SSDの公称スペック通りの読み書き速度が出ている。1GB-NASの5倍。

ランダムアクセスが読み書き共に高速。1GB-NASの3-4倍

　

NVMe　SSD C:Drive

大きなファイルの読み書きにおいて、NVMe SSD(PCI Express x4)の公称スペック通りの6-7GBytes/sが出ている。

対SATA　SSDの10倍高速。

　

NVMe　SSD D:Drive

大きなファイルの読み書きにおいて、NVMe SSD(PCI Express x4)の公称スペック通りの6-7GBytes/sが出ている。

対SATA　SSDの10倍高速。

　

BOXクライアント（NVMe SSD）※

大きなファイルの読み書きにおいてNVMe　SSDの速度が出ている。

独自ファイルフォーマットへの変換を伴うのか、若干速度が劣る。

※BOXクライアントはWindowsでは「C:\Users\<USERNAME>\AppData\Local\Box\Box\cacheにキャッシュファイルを生成して、リモートのBOXディレクトリと同期するので、一次書き込み先としてCドライブ（NVMe SSD）を利用する。

細かな気づき

・搭載メモリが8GBと少ないAS6510T（新連携NAS）が他と遜色がない

・ベンチマークテストにおいては、SSDキャッシュを1.8TB割り当てているAS6510T（R&D　NAS、新連携NAS）でキャッシュの効果は認められない

・イーサネットが2.5GB/10GBでも、PCが1GBでしか動作出来ない＆NASへの他PCなどのアクセスがない場合は性能差が無い。

・BOXクライアントは読み書きをメモリやローカルSSDに行っておりリモートへの接続はしていない

　

・1ギガビットイーサネットにおいて、100MByte/sのファイル読み書きが可能。
・SATA SSDにおいて500MByte/s、NVMe SSDにおいては6000-7000MByte/sの読み書きが可能。
・近年のNASでは2.5GB、5GB、10GBのネットワークインタフェースを具備しているため、PC側で10GBイーサネットカードを導入すれば、更に読み書きの性能向上を期待できる。
（1GB転送＝125MByte/sの読み書き性能が上限になっているベンチマーク結果からの類推）

　

次回は、データ加工PCのイーサネットを10GBにして再チャレンジします！。

　

▼この記事を書いたひと

　

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