TrueNAS vs dyski SMR/CMR – czyli jak wpadłem w pułapkę zastawioną przez producentów dysków HDD

Jakieś 2 lata temu postanowiłem wzbogacić swój HomeLab o prawdziwy serwer NAS – całe perypetie z tym związane opisałem w artykule TrueNAS – czyli jak postawić sieciowy magazyn dyskowy i nie zbankrutować – przydługa opowieść ze zwrotem akcji. Generalnie stanęło na serwerze SuperMicro 1U do którego wsadziłem 2 dyski HDD: WD RED 4 TB serii WD40EFAX – dedykowane do serwerów NAS.

Jako oprogramowania użyłem TrueNas Scale, a same dyski pracowały w trybie RAID 1 – czyli w mirrorze – te same dane nagrywały się na 2 dyskach jednocześnie. Jak jeden padnie to zawsze jest ten drugi dysk…

Mój serwer NAS miał zasadniczo pełnić 2 role:

• być (w miarę) bezpiecznym miejscem do składowania BARDZO WAŻNYCH danych, takich jak kluczowe dokumenty, prywatne zdjęcia i filmy zgrywane z telefonów itp.
• być też centrum multimedialnym, miejscem, które przechowuje i udostępnia w domowej sieci zarchiwizowane filmy, koncerty, muzykę itp.

Dodatkową funkcją jaką z założenia miał pełnić było tworzenie automatycznych backupów z komputera Mac poprzez mechanizm TimeMachine.

O ile przez cały ten czas serwer pracował bezawaryjnie i spełniał swoją rolę, o tyle irytowało mnie coraz bardziej to, że przy kopiowaniu dużych plików – rzędu kilku GB – następował gwałtowny spadek prędkości zapisu, co w zasadzie uniemożliwiało użycie go do backupu poprzez TimeMachine, a samo kopiowanie tysięcy zdjęć i filmów potrafiło powodować błędy na Windowsie.

Moje początkowe zirytowanie przekształciło się w końcu w dochodzenie – co tu się właściwie dzieje. Zacząłem śledzić wykresy prędkości zapisu przy kopiowaniu danych, obserwować temperatury, mierzyć prędkość transferu danych w sieci lokalnej – słowem – postanowiłem ten problem rozgryźć.

Dużą pomocą okazali się ludzie na grupie The Official TrueNAS Users Group na Facebooku, na której to opisałem swój problem. Padło kilka sugestii, które pomogły mi namierzyć winowajcę – a mianowicie kilka osób zasugerowało, że mogę mieć dyski SMR zamiast CMR.

SMR – CMR – WTF?

W dalszym dochodzeniu pomógł wujek Google, który na hasło SMR wyrzucił linki do różnych artykułów opisujących niemałą aferę jaka się ostatnio rozpętała wokół producentów dysków twardych.

Jak się okazało – główni gracze na rynku – tacy jak Western Digital czy Seagate – wypuścili kilka serii dysków HDD oznaczonych jako dedykowane do NAS, które to używają technologii SMR do zapisu danych. Może tu daruję sobie dokładne opisy jak to działa, a czytelnika odeślę [TU] i [TU], ale dość powiedzieć, że zastosowanie tej technologii pozwala zaoszczędzić kilka $ na koszcie dysku, jak też zwiększa ilość dostępnego miejsca, ale za cenę drastycznego spadku prędkości zapisu po kilku GB transferu. Mówiąc drastycznego nie przesadzam – na mojej 1 Gbitowej sieci maksymalna prędkość z jaką mogę przesłać dane to ok 125 MB/s i dysk pierwsze 2-3 GB zapisywał właśnie z tą prędkością. Jednak po przekroczeniu tej bariery prędkość zapisu gwałtownie spadała do kilkudziesięciu, a potem wręcz kilku! MB/s. No w ten sposób to ciężko mówić o zastosowaniu NASa jako archiwum na duże pliki multimedialne.

Gdzie tu afera – ktoś zapyta? Cóż, nie byłoby o czym mówić, jakby klient miał świadomość co kupuje. Tymczasem producenci dysków skrzętnie ukrywali informację o zastosowanej technologii zapisu, a oznaczając dyski jako przeznaczone do NAS po prostu wprowadzali klientów w błąd. Sprawa zrobiła się na tyle głośna, że w końcu pod naciskiem ujawnili, które serie dysków mają SMR, a które używają tradycyjnego CMR.

No i oczywiście – miałem tego pecha, że kupując droższe (po 500 zł za sztukę) dyski do NASa nadziałem się na te z SMR.

Czy dyski z SMR się do czegoś nadają?

Oczywiście że tak. Ich główna cecha to szybki odczyt danych i szybki zapis jeśli nie przekraczamy jednorazowo kilku GB, a wolny zapis dla większych partii danych. Nie bez znaczenia jest też znacznie niższa cena niż w dyskach CMR. Mogą więc znaleźć zastosowanie jeśli głównie odczytujemy zawartość dysku, lub zapisujemy często ale małe paczki danych. Zadziała to w jakichś backupach lub w komputerach stacjonarnych, ale pod warunkiem, że kupujący taki dysk wie co i po co kupuje.

W moim wypadku całe dochodzenie skończyło się zakupem 2 nowych dysków – tym razem Seagate Ironwolf Pro 4 GB – które to używają już technologii CMR. Różnicę zobaczyłem już podczas pierwszego testowego kopiowania dużego pliku – dysk z CMR zapisuje z prędkością „ile fabryka dała” – czyli w tym momencie – „ile sieć przepuści”.

Korzystając z okazji, że musiałem wyciągnąć serwer z szafki rackowej, przyjrzałem się dokładniej samej płycie głównej, poszukałem od niej instrukcji i sprawdziłem jakie mam opcje na jakiś upgrade.

Do tej pory miałem zainstalowane 2 x 8GB DDR4 266 MHz ECC – czyli 16 GB RAMu. Okazało się, że na Allegro można za nieduże pieniądze zakupić podobne kości RAMu – zdecydowalem się na 2 dodatkowe 16 GB. Razem da to 48 GB RAMu, co pozwoli wykorzystać możliwość zainstalowania w ramach TrueNas dodatkowych aplikacji. Inna sprawa że sam TrueNas lubi dużą ilość RAMu, bo chętnie używa go do cacheowania danych.

Okazało się też, że na płycie głównej jest jeszcze wolne złącze M.2 (tak naprawdę są tam 2 złącza w standardzie M.2 – jedno jest hybrydowe SATA/PCI i w nim mam dysk z systemem TrueNas) – to złącze obsługuje dyski NVMe PCI generacji 3. Kupiłem więc i zamontowałem tam dysk 1 TB NVMe i dodałem go do pool’a jako dysk na cache L2ARC. Może trochę przesada, ale w sumie czemu nie 🙂

Czy można było tej pomyłki uniknąć?

W sumie sam nie wiem. Do tej pory nie spotkałem się z takim problemem – kupując dysk do komputera zawsze patrzyłem na takie parametry jak jego pojemność czy prędkość obrotowa (w przypadku HDD), więc trochę ciężko zwracać uwagę na parametry, którymi producent się nie chwali, a wręcz je ukrywa. Kupując dyski oznaczone jako dedykowane do serwerów NAS zakładam, że producent wie co sprzedaje – w końcu tu szczególnie ważna jest niezawodność dysków i ich dłoga żywotność. Mam więc o tyle żal, że czuję się celowo wprowadzony w błąd przez producentów. Co do samych dysków SMR – nie ma się co ich czepiać – przez te 2 lata działały bezawaryjnie. Problem jednak w tym, że nie nadawały się do zastosowań, w jakich chciałem ich użyć. To jest wg mnie nieuczciwe względem konsumentów. No ale cóż, człowiek całe życie się uczy – grunt to wyciągać wnioski na przyszłość 🙂