高效能 NVMe 儲存方案QNAP TS-h1090FU 25GbE + DapuStor R5101 U.2 NVMe SSD
文章轉自：[XF 開箱] 高效能 NVMe 儲存方案 QNAP TS-h1090FU 25GbE + DapuStor R5101 U.2 NVMe SSD
序言
企業在儲存解決方案上，尤其針對高儲存需求的伺服器或儲存中心，QNAP TS-h1090FU 提供 10-Bay NVMe 儲存陣列，憑著強大的性能和擴充性，成為高效能 Tier 2 全 NVMe 儲存陣列的首選。
高性能 NVMe 儲存陣列
TS-h1090FU 支援 U.2 NVMe Gen4x4 SSD 儲存架構，帶來更高的 IOPS 隨機讀寫效能和極低的存取延遲。解決不少應用上經常面對的效能樽頸問題，尤其在虛擬化、資料中心、多媒體儲存以及資料備份等應用中提供更好的效能表現，可用於加速應用程式的啟動和檔案下載速度。TS-h1090FU 選用 AMD EPYC 7002 系列處理器，採用 Zen 2 架構和 7nm 製程技術，能夠提供高效能運算、虛擬化以及 4K/8K 多媒體應用等方面。為配合不同企業實際應用上對效能的要求，它同時有多個不同型號可供追擇，當中最高階的型號將會採用 AMD EPYC 7302P 這顆 16C32T 處理器，原生已配備 256GB RDIMM DDR4 ECC 記憶體，最高可擴充至 1TB。TS-h1090FU 還支援 QDA 轉接盒，能夠按需要安裝 M.2 NVMe SSD，進一步擴充儲存容量並提升系統整體 IOPS 效能。
TS-h1090FU 支援最多 10 顆 U.2 NVMe Gen4x4 SSD
TS-h1090FU 選用 AMD EPYC 7002 系列處理器，記憶體最可高擴充至 1TB
25GbE 高速網路連接
TS-h1090FU 提供雙 25GbE SFP28 SmartNIC 網路埠，支援 iSER 能降低虛擬化應用時處理器負擔，同時提供高達 50Gb/s 的網路頻寬，以滿足大量檔案存取、高速備份和復原，以及多媒體影音編輯和傳輸等高頻寬操作的需要。TS-h1090FU 還可以讓企業建立可負擔的 Fibre Channel SAN 環境，通過安裝 QNAP 的雙埠 16Gb/32Gb 光纖通道（Fibre Channel）擴充卡，將其設定為 Target Mode，就可以將 TS-h1090FU 無縫集成到現有的 SAN 環境中作為儲存裝置。此外，LUN Masking 和 Port Binding 功能則可進一步加強資料的安全性。
TS-h1090FU 配備雙 25GbE SFP28 SmartNIC 網路埠，提供高達 50Gb/s 的網路頻寬
QuTS Hero 提升 SSD 效能及壽命
TS-h1090FU 使用 QuTS Hero 作業系統， 透過當中的 ZFS 檔案系統，可支援區塊層級即時重複資料刪除和壓縮，能有效提升 SSD 效率及壽命。QuTS hero 作業系統重視資料完整性，採用 ZFS 檔案系統的自我修復功能，能夠確保資料在儲存過程中的完整性。同時，支援 WORM (Write Once， Read Many) 技術，實現一次寫入多次讀取，進一步保護資料的不可變性。至於區塊層級的即時資料縮減技術，包括在線資料重複刪除、壓縮和壓實，將大檔案變成較細小的檔案，有效節省儲存空間，資料縮減技術也有助於減少寫入次數，進而延長 SSD 的使用壽命。
除了線上資料縮減外，QuTS hero 還提供了其他 SSD 效能與使用壽命優化技術。其中，Write Coalescing 能夠把零散且隨機的寫入數據合併寫入，大幅減少 SSD 的隨機寫入次數，提升寫入效能；Pool Over-provisioning 提供了 SSD 儲存池的彈性超額配置，以彌補標準 ZFS 在儲存容量滿載時可能出現的效能下降問題，確保隨機寫入效能維持最佳狀態；支援的 TRIM 技術，能夠讓 SSD 在閒置時自動清除不再使用的區塊，都能有助保持 SSD 的寫入效能和壽命；當同時使用多顆 SSD 組成儲存陣列時，由於 SSD 都會有固定的寫入次數，因此容易出現 SSD RAID 中多顆 SSD 同時出現故障，透過 QNAP 獨家的 QSAL（QNAP SSD Antiwear Leveling）專利演算法，能夠自動偵測 SSD 的壽命及耐用度低於 50% 時，就會自動透過 Over-Provisioning 把資料先集中儲存在其中一顆 SSD 以加速其損耗，就能讓用戶及時提早更換 SSD 以減少同時出現故障所帶來的風險。
支援多種備份及防護功能
TS-h1090FU 作為主要針對企業級應用，因此必需要有更全面可靠的備份及復原方案，以確保資料在各種情境下的安全性和可靠性。在資料異地備份方面，可以透過 Hybrid Backup Sync，將資料備份或同步到其他 QNAP NAS 或遠端伺服器，有助於實現 3-2-1 備份策略，確保資料在異地的安全性。對於 VM 的備份，則可以使用免費的 VMware 和 Hyper-V VM 備份功能，支援增量備份和資料去重複技術，同時具備加密資料還原功能，確保虛擬環境的資料完整性。針對 SaaS 備份方面，就可以把 Google Workspace 和 Microsoft 365 企業版的檔案、郵件、行事曆和聯絡人資料備份至 QNAP NAS。對於部份重要的資料，則可以使用 Real-time SnapSync 即時快照同步技術，以確保主要 NAS 的新資料即時同步到後備 NAS，實現 1:1 的資料完全同步，提供最完整且即時的復原機制。TS-h1090FU 還能記錄任何時間點的 NAS 系統狀態與資料，並提供高達 65,536 份快照數量，確保長期保存資料的多個版本，並有效對抗加密勒索軟體的威脅。
針對資訊安防護與權限管理方面，TS-h1090FU 支援 IP 封鎖、QNAP Authenticator 應用程式、HTTPS 安全連線等功能。權限管理方面，TS-h1090FU 具備完善的共用資料夾權限設定，並支援 Azure Active Directory Domain Services (Azure AD DS)、Windows AD 和 LDAP，以及 Widows ACL，使 IT 管理員能夠輕鬆且有效率地管理多台 NAS 的使用者與存取權限。其他安全功能還包括 QuFirewall 的安全防火牆設定、QVPN 虛擬私有網路、QuWAN SD-WAN 智能網路優化等功能，以及 Security Counselor 安全評估中心和 Malware Remover 防範惡意軟體等應用程式。
提供全面虛擬化服務
TS-h1090FU 更允許在單一設備上運行多個 VM ，不但提高了管理效率，還能大大節省硬件成本，例如用戶可以同時運行多個 Windows、Linux、UNIX、Android 與 QuTScloud VM，透過瀏覽器或 Virtual Network Computing 進行連線和管理。同時，它可支援 Docker、LXD 與 Kata Containers 輕量級技術，並可以從 Docker Hub 下載數以千計的應用程式。透過安裝支援 SR-IOV 技術的 PCIe 網絡卡，可以將實體網絡卡的頻寬資源直接分配給 VM，從而提升網路效率，同時減少 Hypervisor 的處理器負載。
桌上型 QNAP TS-h1290FX
對於 TS-h1090FU 採用的設計適合安裝在伺服器，另一款 QNAP TS-h1290FX 則採用桌上型設計，更適合一般辦公室。它與 TS-h1090FU 都同樣是一款配備 12-bay U.2 PCIe Gen 4×4 NVMe SSD 或相對經濟的 SATA SSD，並有資料減量功能、SSD 優化技術和資料自我修復功能，提供高效能備份、協作和影音編輯儲存方案。加上它結合 ZFS 的高速協作環境，實現流暢的 4K/8K 影音編輯與大檔案傳輸，並兼容 QuTS hero 或 QTS 作業系統。
QNAP TS-h1290FX 採用桌上型設計，更適合一般辦公室或 SOHO 一族使用
12-bay 可同時支援 U.2 PCIe Gen 4×4 NVMe SSD 或 SATA SSD
三種硬件配置務
TS-h1290FX 硬件配置上有三種不同選擇，以滿足不同用家對效能的要求，同樣是配搭的 AMD EPYC 7002 系列處理器，其中入門級採用 AMD EPYC 7232P 或 7252 這款 8C16T 處理器，並配搭 64GB RDIMM DDR4 ECC 記憶體；對於有較高效能或多人同時使用的環境，配備 AMD EPYC 7302P 這款 16C32T 處理器會更適合，同時配搭上 128GB RDIMM DDR4 ECC 記憶體；若果要經常處理器大量 4K/8K 的話，還有一款高階版，除了同樣搭載 AMD EPYC 7302P 處理器外，更預設配搭 256GB RDIMM DDR4 ECC 記憶體，在更高記憶體容量下，尤其適合需要建立多個 VM 平台的應用。
原生支援 2 個 25GbE SFP28
當 NAS 擁有更高的傳輸速度的時候，就必需配搭更快的網絡設定才能真正發揮到實際的傳輸表現，TS-h1290FX 在機身上就分別配備 2 個 25GbE SFP28 以提供更快的連接速度，同時亦有 2 個 2.5GbE RJ45 以提供更高的兼容性。另外，機身內亦有 4 條 PCIe 充槽，可彈性安裝 5/10/25/40/100GbE 網路卡，就能讓多達 20 部電腦或工作站直接連接至 TS-h1290FX，又或者透過 QM2 M.2 SSD 擴充卡或 Fiber Channel 擴充卡，隨需增添應用效能。
當中有 4 條 PCIe 擴充槽可按需要而選配不同的擴充卡
機身上原生配備 2 個 25GbE SFP28 能夠提供最高速的連接
同時提供 2 個 2.5GbE 滿足日常傳輸要求
支援顯示卡提升 AI 效能
TS-h1290FX 支援安裝 PCIe 顯示卡，以加速圖形運算並降低 CPU 使用率，以提升 NAS 的 AI 應用體驗。除此之外，顯示卡還可以提升 4K 影像轉檔播放效能與及影音編輯體驗，並通過 GPU Pass-through 技術將運算能力至 VM Machine，以加速 VM 圖形應用。TS-h1290FX 還支援通過特定顯示卡上的 HDMI 以 4K 輸出 HybridDesk Station，提供多種 PC 使用情境與即時影像監控等多元應用，還可以將 TS-h1290FX 輸出為 Microsoft Windows VM/Linux Station 桌面，把 NAS 當作一部 MiniPC 使用。此外，TS-h1290FX 所支援的 Edge TPU (Tensor Processing Unit)，結合更大的儲存空間與高運算效能，為 AI 人工智慧應用提供強大支援。用戶還可以選擇安裝 Coral M.2 Accelerator 或 Coral USB Accelerator，以強化圖片及影像辨識的應用需求，滿足中小型影音工作室的需求。
配搭如 DapuStor R5101 U.2 PCIe NVMe SSD 能夠全面發揮高速的效能
DapuStor R5101 高效穩定
面對企業儲存方案更著重要效能及穩定性，DapuStor 旗下的 R5 系列就是專為 IT、物流、AI 以至金融等專業領域而設，更有不同容量選擇，提供 1.92TB – 15.36TB。為確保產品擁有最佳的效能，今次用作配合測試的 DapuStor R5101 便採用了 DP600 控制器，配以 KIOXIA 企業級 3D 112 層 TLC NAND，容量為 3.84TB 並具有低延遲、高能源效率與及可靠性。
規格方面，R5101 採用 U.2 15mm 設計，介面為 PCIe 4.0×4 介面，並支援 NVMe 1.4a 標準。效能上，R5101 3.84TB 型號最高的順序讀寫（128K）為 7400MB/s 與及 5350MB/s，隨機 4K 讀寫速度則分別為 1750KIOPS 和 240KIOPS。企業應用上對資料的保安更為注重，更有先進的斷電保護功能，萬一因各種意外而系統出現斷電，都能確保當中的資料得到最大的保護。
DapuStor R5101 規格
測試環境
- NAS 配備
QNAP TS-h1090FU
DapuStor R5101 U.2 NVMe SSD 3.84TB x10
- Client 配備
Motherboard：ASRock Phantom Gaming Z790 NOVA WiFi
CPU：Intel Core i7-14700K（E-Core disabled）
RAM：16GB DDR5 x2
Network：QNAP QXG-100G2SF-CX6（MTU 9000,Interupt modulation disabled
OS：Windows Server 2022
今次測試會配合 DapuStor R5101 這款企業級 SSD，能夠應付讀取密集性高的伺服器工作負荷，有效提升隨機 I/O 效能及低延遲性。硬件配置方面，用作測試的電腦會配搭 QNAP QXG-100G2SF-CX6 網絡卡，以支援雙 100GbE 的傳輸速度，透過 2 條 100GbE 傳輸通道與 QNAP TS-h1090FU 連接，並開啟 SMB 以達到最高的傳輸效能。
測試時使用 2 條 100GbE 與 QNAP TS-h1090FU 連接，並開啟 SMB 以達到最高的傳輸效能
IOMeter 效能測試
效能測試會在雙 100GbE 環境下進行，而 10 顆 DapuStor R5101 則會以 RAID 5 模式下運作，利用 IOMeter 來進行實際傳輸效能測試。IOMeter 的測試會分為四部份，分別是 4K Radom 讀寫用作測試 IOPS 的效能，至於 4MB 連續讀寫則用作測試實際傳輸速度的表現。
測試時可以看到當中的網絡總速可達 80Gbps
連續讀取測試的速度可達 10200MB/s 以上
連續寫入測試的速度可達 9150MB/s 以上
4K Random 讀取測試的效能為 185800IOPS
4K Random 寫入測試的效能為 181300IOPS
從結果上看到，透過 SMB 能夠用盡雙 100GbE 的網絡頻寬，在連續讀取下的效能可達 10000MB/s 以上，至於連續寫入的效能更可接近 9150MB/s，同時亦證實 DapuStor R5101 能夠應付高速連續讀寫的應用需要。至於 4K 隨機寫入方面，經測試當中讀取效能均可超過 181000IOPS。
總結
QNAP TS-h1090FU 的效能及設計上，都能夠滿足企業與及伺服器環境，對高容量及高速存取的應用需要，配合靈活及彈性的組裝，以應付將來的發展。大型企業及數據儲存中心，對資料的安全更為注重，透過 QNAP TS-h1090FU 所採用的 QuTS Hero 作業系統，便內建多種不同的備份與及還原服務。為滿足高速存取的實際應用環境，配搭 DapuStor R5101 就可完全對應 QNAP TS-h1090FU 的高速網絡規格，加上產品支援多種不同保護技術，進一步提升儲存資料的安全及完整性。