SSD pour NAS : Comment améliorer les performances de votre NAS avec des disques durs SSD

Il existe trois types de disques durs adaptés à un serveur NAS : les disques HDD 2,5’, les disques HDD 3,5’ et les disques SSD.

Comme nous l’avons expliqué dans notre article sur les disques durs pour serveur NAS, nous privilégions le choix de disques HDD 3,5’ principalement pour une raison d’équilibre entre le coût, les performances et la taille de stockage. Mais la baisse du coût de la mémoire flash, l’augmentation des débits proposés par les FAI et l’adoption de plus en plus courante de ports multi-gig sur les NAS vont de pair avec l’usage de supports de stockage plus performants.

Cependant si booster les performances de son NAS peut paraitre tentant, dans les faits le gain n’est pas garanti. Nous vous expliquons tout ce qu’il faut savoir avant de vous lancer dans l’achat de SSD.

SSD versus HDD

Pour mettre en avant les différences entre les SSD et les HDD, il faut comparer les uns aux autres et autant  dire qu’ils n’ont pas grand-chose en commun.

À l’image d’un tourne-disque, un disque dur HDD utilise un bras de lecture pour écrire et lire des informations sur un plateau magnétique qui tourne à haute vitesse.

Le stockage SSD (Solid State Drive) quant à lui ne contient aucune pièce en mouvement. Il repose entièrement sur la mémoire flash sous forme de micropuces sur lesquelles les données sont lues en même temps. Ce fonctionnement a pour conséquence d’accélérer drastiquement la vitesse de lecture des informations.

De plus l’absence de pièces en mouvement diminue le risque de défaillance mécanique du disque dur tout en le rendant moins sensible aux chocs et aux vibrations, faisant de ce type de stockage une solution plus durable et plus fiable que le HDD. La durée de vie d’un SSD se compte en nombre de Téraoctets écrits (TBW ou TOE). On parle d’endurance. À partir du nombre maximum de données écrit indiqué par le constructeur, on considère que le SSD peut être considéré comme non fiable. Mais pas d’inquiétude, car dans la réalité un SSD dure entre 2,5 fois et 60 fois plus que ce qui est communiqué par le fabricant. Sur le papier le SSD a une durée de vie plus courte que le HDD, mais dans les faits ce n’est pas toujours vrai.

Pas de mouvement de pièce implique une absence de bruit. Vous n’entendrez donc plus que le bruit du ventilateur sur votre NAS.

Ensuite, la consommation électrique d’un SSD est réduite d’environ 60% comparé à un HDD, toujours lié à la différence de fonctionnement entre les deux types de disque dur. Le coût électrique d’un serveur NAS de 2 baies qui est utilisé à une fréquence régulière ne dépassera pas les 20€/an, ce qui ne justifie pas l’investissement dans des SSD avec pour seul objectif une réduction des coûts, mais le gain reste intéressant.

Enfin les disques SSD sont plus petits que les HDD 3,5’. Adopter une solution en full SSD ou combiné avec du HDD 2,5’ permet de réduire la taille des boitiers. Synology proposait d’ailleurs des boitiers grand public exclusivement réservés à l’usage de disques 2,5’ comme le DS419Slim et le DS620Slim, mais le fabricant n’a pour l’instant pas renouvelé son modèle. Vous pourrez aussi adapter la taille du boitier si vous construisez vous-même votre NAS en full SSD.

L’évolution du marché des disques durs SSD

Le SSD va progressivement remplacer le HDD qui ne sera éventuellement conservé que pour stocker de grosses bases de données dans des Datacenter par exemple. Le SSD n’a que des avantages comparés au HDD, mais c’est le coût et la capacité de stockage du moins importante du SSD qui ont ralenti son expansion sur le marché. Le HDD n’est pas mort ; preuve en est, les fabricants continuent à sortir des modèles toujours plus gros.

Mais le coût de la mémoire flash a diminué au fur à mesure des années à tel point qu’aujourd’hui les disques SSD sont largement abordables, bien que le coût du gigabit reste supérieur à celui du HDD. Dorénavant même sur des PC d’entrées de gamme on trouve des SSD, signe que ce type de stockage se démocratise.

Alors dans quelle mesure est-il intéressant d’investir dans des disques SSD pour un serveur NAS ?

Pourquoi utiliser des SSD sur un serveur NAS ?

Améliorer la mise en cache

Ce qui est majoritairement recherché par les utilisateurs de NAS qui investissent dans du SSD, c’est l’accélération de la mise en cache. Cette solution est la plus économique puisqu’elle ne nécessitera d’installer du SSD que partiellement tout en permettant de conserver une capacité de stockage élevé avec du HDD.

Couplé avec des disques durs HDD, les fichiers les plus utilisés ou les transferts de données en cours passeront par le SSD, ce qui permettra de doubler voir de quadrupler la vitesse de gestion des tâches courantes. Cependant, si vous voulez conserver une configuration en RAID de vos données, vous devrez soit posséder un NAS avec un minimum de 3 baies, soit un NAS proposant des emplacements M.2 2280 permettant d’ajouter des SSD NVMe spécifiquement prévus à cet usage.

Ce type de NAS est de plus en plus courant. Presque tous les modèles de la série Plus de Synology en proposent, tout comme les modèles haut de gamme de QNAP, TerraMaster ou encore Asustor.

La taille de la mise en cache dépend directement de la capacité de mémoire vive disponible. En gros, plus vous avez de RAM dans votre NAS, plus la taille de cache pourra être importante (dans les limites de la taille du SSD).

Il est recommandé d’utiliser un disque SSD d’une taille correspondant à 10% de la capacité totale des disques durs après RAID. Mais cela dépend avant tout de la fréquence d’utilisation et du nombre de fichiers utilisés. Si vous voulez aller plus loin dans l’optimisation, l’idéal est même d’utiliser deux SSD, l’un pour le cache en lecture et l’autre pour le cache en écriture.

Augmenter les performances

Le principal avantage des SSD c’est la vitesse d’accès aux données bien plus importante que sur des HDD. Avec un taux de transfert de plus de 500 Mo/s pour un SSD SATA, et jusqu’à 16000 Mo/s pour un SSD NVMe de Gen5, vous serez avant tout limité par la capacité de votre matériel.

Voici la capacité de transfert en fonction de votre connexion :

• 1 Gb/s = 128 Mo/s
• 2,5 Gb/s = 320 Mo/s
• 5 Gb/s = 640 Mo/s
• 10 Gb/s = 1,25 Go/s

Pour profiter de telles vitesses, vous devrez faire en sorte d’avoir le moins de goulots d’étranglement possible sur votre réseau. Le premier goulot peut se produire dès la sortie du NAS si vous ne bénéficiez pas d’un port multi-gig. Vous devrez également vous équiper d’un switch compatible ou d’un routeur proposant plusieurs ports multi-gig. Enfin votre ordinateur (ou tout autre appareil utilisé pour administrer le NAS) doit aussi être adapté.

Dans tous les cas, il peut être judicieux d’envisager de compartimenter vos volumes de stockage pour réduire les coûts et rationaliser le taux d’utilisation versus la performance. On appelle ça un pool de stockage.

On peut imaginer par exemple que vous conserviez des fichiers personnels sur des HDD et que vous partagiez avec d’autres utilisateurs les données présentes sur des SSD. Si vous êtes dans la création de contenu, cela peut être intéressant également de travailler sur des fichiers stockés sur du SSD et d’archiver vos créations sur du HDD.

Réduire le bruit

Certains utilisateurs ont des contraintes techniques liées à l’installation de leur NAS à domicile. Si vous souhaitez installer un NAS dans une chambre, vous devrez avoir le sommeil lourd pour ne pas être dérangé durant la nuit. Particulièrement si vous avez planifié des sauvegardes automatiques pendant cette période.

Des SSD permettront alors de supprimer tout bruit de vibrations des disques durs. Et si le bruit du ventilateur vous dérange, vous pourrez toujours opter pour un NAS sans ventilateur comme le QNAP HS-264 ou l’Asustor Flashstor 6.

Le type de connexion du SSD

SSD SATA

Les disques SSD SATA sont les plus couramment utilisés sur les serveurs NAS. Le connecteur SATA est également celui utilisé pour les HDD, ce qui permet d’échanger facilement l’un avec l’autre sans modifier le connecteur.

Il vous suffira le plus souvent de visser le SSD sur la baie de disque, à l’aide des petites vis fournies avec le NAS.

Enfin, sachez tout de même que la vitesse de transfert théorique des SSD SATA plafonne à 600 Mo/s. Cela reste bien plus que les 120 Mo/s d’un HDD, mais vous n’aurez pas besoin d’une connexion supérieure à 5 Gb/s.

SSD NVMe

Le SSD NVMe pour Non-Volatile Memory Express est la dernière génération de SSD. Les SSD NVMe utilisent des connecteurs de type M.2 que l’on rencontre de plus en plus sur les NAS grand public. Le SSD NVMe est encore plus petit que le SSD SATA et a pour avantage de pouvoir être positionné ailleurs que dans une baie, laissant la place pour un HDD de plus grande capacité. La vitesse théorique maximale est bien plus élevée que le SATA avec un maximum à 8 Go/s pour les SSD NVMe de Gen4. Les NVMe de Gen5 peuvent monter à 16 Go/s, mais aucun NAS n’est encore compatible et l’intérêt est moindre.

Si votre NAS n’est pas équipé d’un connecteur M.2, il est possible d’ajouter une carte d’extension PCIe avec des connecteurs NVMe. C’est le cas sur beaucoup de NAS haut de gamme QNAP qui intègrent un connecteur PCIe.

Faut-il prendre un SSD pour NAS ou n’importe quel SSD conviendra ?

Puisque le SSD ne contient pas de pièce en frottement, n’importe quel SSD peut être utilisé dans un NAS. L’un des seuls paramètres à considérer est la durée de vie du SSD exprimée en TOE. La capacité de stockage varie évidemment entre les modèles, mais la vitesse de lecture et d’écriture est plus ou moins toujours la même, comprise entre 500 et 600 Mo/s.

Certains fabricants proposent des SSD pour NAS, mais il s’agit avant tout d’une communication marketing dont le réel intérêt est la durée de vie plus longue qu’un SSD « classique ». L’utilisation d’un SSD standard sur un NAS est tout à fait possible et ne souffrira d’aucune perte de performance.

Nous vous proposons quelques marques ici avec une sélection des modèles les plus appropriés à l’usage dans un NAS (grande capacité et longévité) mais il existe bien d’autres marques et modèles et tous les lister n’aurait pas d’intérêt.

Kingston

Kingston propose plusieurs gammes de SSD, mais nous avons listé ici les gammes proposant les plus grosses tailles de stockage et pour un usage en écriture tout comme en lecture.

La gamme DS600M intègre une protection des données en cas de coupure de courant tandis que le KC600 est plus abordable.

Seagate

La gamme Ironwolf 110 de Seagate qui propose des SSD spécialement conçus pour les serveurs NAS propose 3 avantages :

• La technologie DuraWrite qui permet de compresser les données et ainsi de réduire la mémoire flash utilisée et d’augmenter la durée de vie du SSD.
• Un service de récupération des données durant 2 ans. Seagate est la seule marque à proposer ce type de service par défaut sur ses disques durs. Il existe évidemment des termes et des conditions et toute récupération de données à ses limites, mais ce service justifie à lui seul de choisir Seagate au moment de s’équiper.
• Seagate offre une garantie de 5 ans sur ses disques IronWolf.

Western Digital

Avec sa gamme de SSD pour NAS, WD propose les spécificités suivantes sur le WD Red SA500 :

• Une garantie de 5 ans, comme Seagate
• Une mise en cache optimisé pour une utilisation adapté aux NAS

L’absence de service de récupération des données et l’endurance inférieure aux SSD Seagate permettent à WD de proposer des prix plus compétitifs. Vérifier avant tout votre besoin en endurance, calculée en nombre de Téraoctets écrits. D’autant plus que la garantie des 5 ans ne s’appliquera pas si vous dépassez le TBW communiqué par la marque.

Synology

Synology propose sa gamme de SSD orienté pour un usage en entreprise avec les NAS de sa marque.

Si vous recherchez la performance et que votre réseau est adapté, l’ajout de SSD n’est pas la seule solution. Vous tirerez souvent un plus grand bénéfice à augmenter la mémoire vive de votre NAS, pour un budget moins élevé. La mise en cache est intéressante avant tout pour les utilisateurs traitant de grands volumes de données. Enfin l’utilisation de SSD pour le stockage est particulièrement adaptée si vous travaillez au quotidien sur des fichiers rangés sur le NAS, que l’on pourra alors coupler à l’usage de HDD pour des fichiers moins souvent utilisés.