《飆破10Gb網路速度的天際線》TVS-472XT搭配QNA-T310G1T偕同ThunderBolt 3評測!

▍致敬 :電腦科學的傳統套路 - 記憶體階層管理 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

現在TVS-472 XT NAS具備了兩個PCIe m.2介面,能以NVMe SSD突破天際的I/O速度來直接面對10Gb網路介面,此時此刻便可以致敬Computer Science的傳統套路 - 記憶體階層管理,本文測試情境便採用混碟模式,以WD Black NVMe SSD作為磁碟快取,而兩顆組成RAID 1的WD RED PRO 10TB傳統硬碟則作為主存放區,建構一個不僅有大容量,更能充分餵飽10Gb網路介面的儲存環境。

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《何謂記憶體階層管理》

先來段工程師才懂得笑話。

主管:「整理一下你的座位,太多東西,亂七八糟看起來就像是垃圾堆一樣!」

520evoli:「書櫃是主記憶體,抽屜是L2 cache,桌面是L1 cache,我這是在實作記憶體階層管理,雖然桌面看起來亂亂的,在本質上卻大大的提升拿東西的效率啊!」

主管:「那好吧,那我現在呼叫520evoli這個API,進行garbage collection。」


電腦架構不斷更迭,半導體製程日新月異,NAS系統存取效能卻常在I/O瓶頸上,基於價位與容量上的考量,並不會完全使用地表最高速的儲存裝置來存放,故可以在計算機科學的許多領域皆見到階層式記憶體的概念,磁碟快取機制就屬於此種概念。

而磁碟快取機制的概念之所以能work,理論上是基於程式碼或資料分布的區域特性,剛剛存取過的程式碼或資料片段,在極短時間內即有可能會重複讀取,此時只要在最快的儲存媒體(RAM或SSD)中存放鄰近資料,不必再往低速儲存裝置(如HDD)搜尋,就像上面冷笑話的桌面一樣,剛剛看過的書就放在桌上,不用到書櫃去找。

▍主角登場:TVS-472XT產品外觀 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

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▲ QNAP TVS-x72 XT系列產品正面外觀,本機體為4 bay機種,故為TVS-472XT。

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▲ 產品正面右下角為電源開關、快速複製鍵與USB連接孔。

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▲ QNAP TVS-472XT產品正面右上角的標籤,標示了本產品的特性就在於八代的Intel中央處理器以及2個NVMe M.2插槽、兩個Thunderbolt 3連接孔以及一個10GBASE-T連接孔。

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▲ QNAP TVS-472XT背面外觀,具備許多散熱風扇與介面連接孔。

▍QNA T310G1T 網路卡產品外觀 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

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▲ 為能完整測試ThunderBolt 3的效能,這次也借到了QNA T310G1T 網路卡來測試。
 
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▲ QNA T310G1T 網路卡下方為ThunderBolt 3連結孔以及資料傳輸信號燈。沒有閃電符號就不是ThunderBolt 3,很重要所以說了第三次,下面還會出現一次閃電符號,所會說第四次。


▍Intel NUC開箱介紹 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

筆者的高中同學將美容診所搬遷到左營,但是他跟筆者表示,先前使用桌上型電腦,顯得環境很凌亂與擁擠,與美容診所的形象大異其趣,問筆者有無解決之道,筆者馬上推薦使用Intel NUC來解決這個難題。

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▲ 筆者商借了一台支援ThunderBolt 3的Intel NUC來安裝QNA-T310G1T,NUC屬於迷你電腦 的一種,不過不要看它嬌小,性能可不簡單。

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▲ Intel NUC上的介面都跟TVS-472XT差不多,由左至右依序為電源孔、HDMI視訊連接孔、10GbE網路介面、兩個USB 3.1 gen 1連接孔,最右方為有閃電符號的才是ThunderBolt 3,沒有閃電符號就不是ThunderBolt 3,很重要所以說了第四次。

網路介面&磁碟速度測試 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

公司主管問我說有沒有速度與NVMe SSD相同,但存儲空間卻與HDD同樣巨大的儲存產品,我馬上報告主管,可以採用TVS-472XT,因為可以使用有SSD快取功能的QTier,本小節也是本文的重點,以兩種測試情境來測試TVS-472XT的傳輸效能。

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▲ 作為主要資料碟的兩顆WD NAS Pro 10GB專用硬碟,一般設定為鏡射模式來保護資料安全,在NAS上安裝傳統硬碟想必不是什麼難事,安裝與設定步驟就先跳過。

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▲ 主要作為SSD Cache的M.2外型的WD Black NVMe SSD,包裝上標示最高速度可以達3400MB/s。
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▲ M.2外型的WD Black NVMe SSD本體,容量為1TB,稱之為PC玩家的夢幻逸品也不為過。拆開機殼便可以直接動手安裝m.2 SSD,用一隻原子筆頂住SSD,另外一隻手就可以用十字起子鎖上螺絲。

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▲ 使用Qtier來建立儲存池,Qtier的功能在NAS的介面上有詳細說明,只能說QNAP把儲存池功能下放到SOHO等級的NAS上來,實在是太佛心了,筆者也只有在Data Center中搭配Fiber Channel的NAS才看得到儲存池功能。第二次測試儲存池的讀寫能力,啟用Qtier組合兩顆WD Red Pro 10TB NAS專用硬碟與WD Black NVMe SSD為一個儲存池,理論上Qtier與SSD Cache的原理類似,應該有類似的速度,在此為避免強佔篇幅,就以Qtier來測試速度。

▍混合型備份與同步: Hybrid Backup Sync ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● 

表弟沒事就喜歡上網東抓抓西抓抓,但是家裡設備眾多,卻苦於不會備份、還原與同步資料,此時身為本科系的IT從業人員,立馬推薦TVS-472XT。QNAP Hybrid Backup Sync (混合型備份與同步中心) 於單一APP中整合了資料備份、復原、同步等功能,更能達成異地備援與災難復原之能力。


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▲ QNAP Hybrid Backup Sync的介面清爽,讓你用一次就上手。QNAP Hybrid Backup Sync同時兼具公有雲和私有雲的優點,支援豐富的雲端儲存服務,如:Google Drive™、Microsoft® OneDrive® 、Dropbox®、Alibaba Cloud、Amazon® Drive....等等,幾乎您想得到的雲端硬碟空間都涵蓋在內。

▍QVR Pro:TVS-472XT + 手機合體 0元視訊監控主機 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

高中同學在高雄開了一間牙醫診所,想要以最低的成本建置診所裡的病例影像備份設備與監控攝影機,此時我建議他採用TVS-472XT,本身有備份功能之外,搭配專業攝影機或廢棄手機也可以成為監控中心。

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▲ 於QTS內啟動QVR Pro,並且在手機內內安裝IP Webcam APP。手機內錄製到的影像可以透過區域網路傳送到TVS-472XT,讓淘汰的手機儼然變成一隻IP Camera。

▍心得感想 ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

QNAP最為一個成熟的NAS研發廠商,所支援的APP琳瑯滿目,甚至包含文書處理軟體、SnapShot、QNAP Hybrid Backup、SyncGVR Pro等等,ContainerStation更能直接啟動多種Docker,皆提供諸位使用者簡易的使用介面與強大的功能,先前有使用過他牌的低階NAS,雖然低階NAS也有琳瑯滿目的APP,但由於處理器等級太低,以至於能裝上APP卻CPU卻跑不動,但是TVS-472XT卻完完全全沒有拖不動的現象,TVS-472XT在Intel第八代處理器Pentium G5400T與4GB RAM的加持之下,APP運作順暢,HD Player也有能力播放4K影片檔案。
第一次親自使用到Intel NUC,原來這麼小的電腦可以有這麼高效的規格,以往要高效的電腦都又大又重,搭載第八代Core i7處理器的NUC表現真的很亮眼。

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▲ 本文各種儲存媒體組態之速度表(單位:MB/sec)。

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▲ 上圖為儲存媒體組態速度之長條圖,經由圖表分析可得知HDD在以SSD作為快取機制時,可大幅增進讀寫效能,速度與WD Black NVMe SSD同級別。

WD提供高容量且多維度耐震的WD Red Pro系列NAS專用硬碟,WD Black NVMe SSD系列也是電腦玩家心目的夢幻逸品,以QTier整合SSD+HDD或以SSD擔任Cache Disk的先鋒工作,才能搭配QNA-T310G1T網路卡以10Gb網路速度傳輸。

TVS-472XT提供ThunderBolt 3的外接式介面,提供40Gbps內部匯流排級別的傳輸性能,透過T2E實測傳輸速率高達1704MB/sec(13Gbps),突破10Gb網路速度的天際線,讓傳輸大檔案時不用等到天荒地老,QNAP更將企業級存儲設備才有的儲存池功能下放到SOHO級的TVS-472XT NAS。如果想建構區域網路內的超高速傳輸環境,可以參考推薦本文的產品架構。
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