万兆+ SSD 缓存！打造超越白裙配置的黑裙！[Part1] SATA SSD做缓存可以吗？

创作立场声明：1. 本系列文章讨论NAS与局域网， 请小编高抬贵手不要分类到无线网络去
2. 如果你读了开头， 有“可我的宽带才300M”的想法， 那么这文章还不适合你的需求， windows下请按Ctrl+W, iOS请按Home键，安卓我不熟.....

购买理由

篇一里我讲了如何用Primeday中亚海淘万兆交换机的历程， 不知道大家注意到没有， 所有的速度测试， 基本就是基于RAID5， 要不然黑裙的软RAID5， 要不然就是win NAS的LSI 9260 8i硬RAID5， 单盘对传只能是两块Nvme对传， 但两边都是256， 512G大小的， 加上OS占用， 实际用来装数据的容量太少， 日常使用很少Nvme互传的。 所以日常这个万兆网络基本就是3，400MB/s的速度用用。 前提还是不能有一方是单盘， 比如我的照片都存在PC 的WD 4T机械企业盘里， 正要上传NAS， 速度其实也就100多M，千兆就喂饱了。

话说我的主力单反今年也升级到Nikon D850了， 4500W像素我还喜欢RAW+JPG都存， 每次出去玩一趟， 拿回来原始照片都是几十G。 既然有了万兆网络， 能不能升个级让我日常的照片向NAS存储备份能有万兆起飞的感觉呢？

比照白群晖几个机型， 似乎是有的， 比如白群DS918+ 型号就有可以扩充nvme SSD的能力， 但是DS918+没有万兆口也没有PCIe扩展， 所以， 大部分时候评测文章里Nvme SSD缓存的能力展现都在演示4K小文件访问的得到很大提高， 可以跑满千兆blabla。又比如DS1819+， 有PCIe扩展， 可以插万兆网卡，也可以插M2D8扩展SSD 缓存， 但是就一个槽， 不能兼得。 所以， 大部分时候展示贴里都是n个SATA SSD或者HDD跑RAID0， 然后跑下万兆 ， 体会下1000MB/s的速度， 但你知道的， 日常你别说不会多盘RAID0使用， RAID5多于4盘很多用家就不放心了。

可我用的是黑裙呀， 主板上空空如也的插槽， 可以插万兆网卡（ 这在我NAS篇1里已经展示了），还可以插SSD, 不单是SATA 接口的SSD， Nvme的SSD也可以啊！这么一YY我脑子一热， 原来的黑群晖NAS配置 技嘉B75 ITX+ i3 3220T 低功耗型火速在咸鱼换成了450块大洋。 开始我的超越白裙计划, 当然， 砸钱谁都会 ， 我还是会追求低价低功耗的：

主板：

GA-B150M-DS3HDDR3(rev.1.0)|主板-GIGABYTE技嘉科技支持第六代／第七代Intel® Core™ 处理器 双通道DDR3/DDR3L，四根内存插槽 高速M.2 SSD插槽，采用PCI-E 3.0 x4通道32 Gb/s高速带宽（支持PCI-E通道和SATA通道M.2 SSD) 独立音频区块设计，采用高品质音频专用电容 LED呼吸灯带 搭配cFwww.gigabyte.cn去看看

嗯， 我来补张图:

GA-B150M-DS3H-DDR3

当然B150芯片组的主板早已停产， 但是大淘宝网上还是有二手拆机， 200左右可以拿下， 特点首先就是便宜！便宜！便宜！ 其次DDR3 版本可以继续利用我原来的镁光黄马甲低电压DDR3 8GX2，再次是6个SATA口， 最后是有全功能M.2槽， 支持PCIe 3.0X 4 ！

CPU倒是简单了， 量力而行， 从G3900T到G3930T 到i3 7100T乃至 6代7代的i5， i7， 随你。 我的选择是魔改bios上E3-1235Lv5， 原因无它， 4核4进程带核显的Xeon, TDP才25W， 真的是低功耗。

不日快递送到， 展示就免了， 基本二手或者拆机货， CPU因为要刷魔改Bios支持E3-V5的缘故， 多买了一颗G3930T, 300块用来保底点亮。 我原来的黑群系统是DS3617+ DSM 6.2的， 查了资料， 发现即使是白群的DS3617+ 也不支持Nvme SSD， 用了官方的M2D18 扩展卡， 也只能认SATA M2盘。 于是用一块闲置4T WD硬盘， 新装了一个DS918+ DSM6.2 的黑群， 因为白群对应型号在张大妈和CHH已经有好多开箱和测试帖证明支持Nvme的， 所以确保了这个型号DSM支持NVme。 装黑群已经很熟悉了， 对应其他较早型号/版本， 这个DS918+ DSM6.2 + 1.04b boot 我只提醒下面两点注意：

1. 一般来说选用6代即Skylark代号以后的CPU/主板容易成功， 且需要能UEFI启动。 比如我有一块Intel DH61AG Thin ITX 主板就是不能上1.04b boot 和 DSM 6.2的。(5 代U据说也行，但是判断4，5代麻烦）

2. 尽量用intel的网卡， 比如我买的这块技嘉B150M虽然是Skylark这代的， 但网卡是realtek RTL8111E, 光靠它没法boot DSM6.2 + DS918+。 还好， 我插了块Intel X550 万兆网卡， 这个是DSM默认支持的， 可以点亮DS918+！

看到DS918+的网页界面出现， 4T硬盘配置好， 万兆网卡链接10000M认出，我迫不及待关机， 拿出我准备已久的intel 760P插上M.2槽， 启动， 等登陆成功， 点开磁盘管理.........然而像什么也没发生， 并没有Nvme缓存设备被认出。 我有点懵逼， 不对啊， DS918+ 原生支持， 没理由黑群不支持啊， 黑群只是破解了boot啊! 于是上国内各大NAS论坛查， 没啥结果， 这么用的人不多， 有少数玄学说法说要特定PCIe槽， 于是利用转接卡， 我把PCIex16 （为此额外花35 买了1x的intel 网卡 ）， pciex1 #1， #2槽 挨个试了一遍， 都是认不出。 这块 760P在Bios里可以看到， 但是进了DSM 就不会出现在磁盘列表里。 此时已经是2019年9月中， 我的万兆网络搭好快两个月了， 我试了下把一块SATA M2 ssd ： 镁光MX200 250G 放进M,2 槽去， DSM 开机就认出来了。 算了， 先用SATA SSD 缓存试试看， 所以.....写了这么多我还要卖个关子， 让我们先看看SATA SSD 做群晖的缓存效果如何？

9月底MX200被朋友借走， 那就直接用两个老家伙做SSD cache吧， 反正SATA SSD只要大厂的， 速度差不多：

镁光 M550 MLC SATA SSD 256G 和 Plextor M5S 256G

塞进万由810机箱里， DS918+立马认出来， SATA就是简单！ 发现群晖DSM的规矩是一个SSD只能做读缓存， 两个SSD RAID1 才能做读写缓存， 出发点还是为了数据安全， 毕竟写缓存导致丢数据的概率大大增加。 幸亏我有两个SATA SSD！

速度测试 ：

我考虑了下， 把“SSD缓存”-“设置”菜单下如下图的这个选项关闭了， 这样大文件也能被缓存， 可以比较直观的测试。

我的电脑主机通过万兆网卡和netgear SX10交换机的10G口和这个测试黑群DS918+相连， 主机的测试存储盘是三星家PM983 U2盘， Nvme企业版3000读2000写的速度应该不会成为万兆网络瓶颈

接下来先测试读缓存效果， 基于缓存的原理， 首次读取一个文件或数据块时， 缓存里并没有对应内容， 所以速度还是原来单个企业级硬盘的速度。但再次读取时， 群晖DSM发现缓存命中， 不访问HDD而访问SSD，但要注意， 第一次读时， 从机械硬盘读出的数据除了传给网络上的请求者， 还会写进缓存里， 恰好缓存也是SATA SSD， 会不会影响呢？ 答案是会影响的！ 如下图， 传输速度在万兆网络下一开始还是160MB/s左右（ 这符合这个西数企业4T机械盘的身份！）但是慢慢的降到了50MB/s不到， 如果你打开DSM里的存储设备监控窗口， 可以看到两个缓存盘也在被写入

当然当第一次读操作结束， 数据被完全缓存了， 第二次读可以命中缓存时， 速度就快了， 500多M基本就是SATA SSD的极限了， 而且很平稳

接下来时写缓存测试， 依我的设想， 当电脑做对NAS的写操作时， 应该先会被缓存在SATA SSD里。 然后再慢慢扫进真正的存储盘上， 然而群晖的表现并不好， 一开始速度还不错， 可以有300M/s， 似乎SATA SSD 完全写缓存了。 但时间一长， 又慢慢掉到了50MB/s

总结

总的感觉是， 尽管SATA SSD 比HDD是快一些， 但HDD 1,200MB/s, SSD 300~500MB/s， 且占用同样的PCH 通道， 而用缓存会在传输过程中产生额外的读写操作， 所以对大文件来说，除了缓存命中时的读操作有明显加速， 其他操作速度不升反降。所以如果不是特别在意4K传输速度， 加装SATA SSD的意义我感觉不大

接下来.....

Nvme 认不出来， SATA SSD 又不给力， 两个缓存盘被我拆下来， 我的黑裙继续全HDD配置运行。 其间我浏览国外Xpenology论坛， 似乎DS918+ boot发布后， 也有很多用家尝试了Nvme Cache， 大部分失败， 1，2个ID提到他们这么用了， 但并没有截图证据， 破解驱动大佬怀疑群晖在DS918+固件了做了什么特别的导致用其他平台不能认出Nvme SSD。 期间我又用了其他型号的Nvme SSD测试， 群晖DSM表示通通不认识。 值得注意的是，Xpenology上有大佬提出， 如果是Esxi 虚拟机， 可以把Nvme 盘通过pRDM （ physical Raw Device Mapping )作为虚拟SCSI盘或SATA用，这样Nvme盘可以直接做存储盘了。 但这样似乎对DSM没有什么用， 首先Nvme SDD 容量都不大， 完全够做存储盘用， 毕竟4T的U2 Nvme盘， 连大船货都要2000以上了。再次如果没有多虚拟机跑， 用Esxi似乎很浪费。 所以我也没有往虚拟机方向走。

但黑群DS918+ 的Nvme SSD 缓存之路就这样堵死了吗? 显然不是， 且听下回分解！