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QNAP TS-673でQtier(自動階層化)を有効にする

QNAPのNASを更に高速化すべく、とうとうQtier(自動階層化)に手を出すことにしました。

そもそもQtier(自動階層化)とは?という疑問は、公式サイトの説明が詳しいので省略します。
Qtier™ドライブ自動階層化

TS-673はSATAのSSDを2つ搭載可能なので、それでQtierを構成することも可能なのですが、折角高速なQtierを構築するのですから、NVMeのSSDを使用することにしました。
(SATAのSSDはQNAP TS-673にSSDキャッシュを追加の記事に書いた通りHDDのキャッシュとして使用します)

私が使用しているTS-673は既にSFP+のネットワークカードとトランスコード用のGPUが刺さっているので、PCIeの空きスロットが既にありませんでした。
が、TV録画サーバーをラズベリーパイ4からインテルCPUのNUCに変更したことで、CPUに搭載されているハードウェアエンコードの機能が使えるようになり、GPUを取り外すことができました。
(GTX 1650を使用したQNAPのGPUエンコードとほぼ同じ速度でエンコードが可能でした)

これでPCIeスロットが1つ空いたので、NVMe SSDを増設するための拡張カードを刺すことができます。

QNAPには色々な種類の拡張カードがありますが、今回はTS-673に合ったカードを選択しました。
TS-673はPCIeスロットの仕様がGen 3 x4の2スロットなので、Gen 3 x8の拡張カードを購入しても性能を活かしきれません。
もちろん下位互換があるため動きますので、将来を見据えてより上位機種で使う可能性があるのであれば、Gen 3 x8の拡張カードを購入してもいいでしょう。
(6千円くらい高くなります)

QNAPの拡張カードを取り扱っているお店は少なく、日本のAmazonにもなかったので、オリオスペックさんから通販で取り寄せました。

QNAP QM2-4P-342 クアッド M.2 22110/2280 PCIe NVMe SSD拡張カード

この拡張カードはNVMe SSDを4枚搭載することが可能です!
但し、先に書いた通りTS-673とはGen 3 x4での接続になりますし、拡張カードとSSDの接続はGen 3 x2での接続になります。
(現在一般的なNVMe SSDの性能をフルでは活かしきれませんが、速度が落ちることで熱的には有利になります)

箱の中身はカードとネジ類、熱伝導シート、マニュアルです。

今回使用するSSDは以前デスクトップの倉庫用に購入したトランセンド(Transcend)のTS1TMTE220Sです。
但し、型番は同じでも以前購入した時と仕様が変わってました。
シーケンシャルリード/ライト:3,400/1,900 MB/s
TBW [総書込み容量] :2,200 TBW

今回はNVMe SSDを4枚も用意しなければならないので結構な出費が…

拡張カードにSSDを組み込んでいきます。
まずは拡張カードの4か所のネジを緩めます。
(ネジは完全には取れない仕様です)

ヒートシンクを外すと、SSDを取り付ける部分にラバーのスペーサーがありますので取り外します。
結構のりが残ったり、ラバーが千切れたりしました…

ラバー製のスペーサーを取り外したらSSDを取り付けて付属のネジで止めます。
(ヒートシンクのファンのコネクタを外しておいた方が作業が楽です)

SSDを取り付けたら付属の熱伝導シートを貼りつけます。
結構やわかったので、台紙から剥がす時に千切れたりしないように注意が必要です。

熱伝導シートを貼ったらヒートシンクを戻し、ネジで止めれば拡張カードの方は準備完了です。

ヒートシンクから熱伝導シートがはみだしますが、気にしません!

TS-673に拡張カードを取り付けるわけですが、今回もネットワークカードとSSD拡張カードのどちらを上にするか少し悩みました。

NVMeのSSDを4枚も刺していると熱を持ちそうなので、ネットワークカードでヒートシンクの大半が隠れてしまうのはどうかと思いましたので、今回はSSD拡張カードを下に、ネットワークカードを上にすることにしました。
(SSD拡張カードにはファンがあるので、やっぱり逆か?とか悩みました(笑))

カード同士の隙間は下の写真くらいは空いているので、まあ大丈夫でしょう。

PCIeスロットへのアクセスには電源のネジまで外す必要があるのが面倒です。

ハードウェアの方はこれで終了なので、ここからはQNAPのOSであるQTSでQtierの設定を行います。
Qtierの設定に関しては、以下のサイトに詳しく書かれていましたので参考にさせて頂きました。
Qtierの自動階層化機能のセットアップ手順

オーバープロビジョンのテストは非常に長いです。
今回はSSD4枚でRAID5の構成にしましたでの、テストに半日以上掛かりました…

結果、オーバープロビジョンは必要なしとの判定でした。
Qtierの構築にも数時間掛かります。

Qtierを有効にする前と有効にした後の速度の計測結果です。

Qtierなし(HDD用のSSDキャッシュあり)

NVMe SSDx4 RAID5 Qtier(HDD用のSSDキャッシュあり)

Qtierなしの時よりもシーケンスの速度が落ちてます…
ベンチ対象の共有フォルダに大量データの書き込みやベンチマークを複数回走らせてから、自動階層化の処理を手動で数回実行しても結果は変わりませんでした。
SATA SSDのキャッシュで頭打ちしているような速度なので、SSDキャッシュを無効にして計測しても変わらず。
(SSDキャッシュを無効にしてもランダムが下がらなかったので、Qtier自体は動いていると思われる)

リソースモニタでRAIDへの読み書き状況を見てみると、今回追加したNVMe SSDのRAIDグループ3がフルで使われているわけではないようです。

グループ1:(RAID6) HDDx6
グループ2:(RAID1) SATA SSDx2のキャッシュ
グループ3:(RAID5) NVMe SSDx4のQtier用

グループ3への書き込みは結構速度が出ているようですが、読み込みでは使用されていません…
どういう条件でどう使われるのかがよく分からないので、暫く様子を見てみることにします。

2020/07/22 追記
ベンチ時にCPU使用率を見ていたら、書き込み時にCPU使用率が90%近くまで行ってるのを確認しました。
NVMeでのRAID5はCPU負担が大きいのか、RAID5からRAID10に変更したところ書き込みは速くなりました。

読み込みはCPU使用率が高くないにも関わらず、速くならないままなので、更に様子を見ようと思います。

2020/07/24 追記
NASを再起動したところ、1つのSSDが異常を出してRAIDから外れました。
SSDをPCに付けてみると普通に認識したので、一応初期化してNASに取り付けるもやはりエラーが出る…
一旦RAID10を解除して再度組んでみたところ普通に動いているように見えるも、再起動するとやはりRAIDから外されました。
SSDがおかしいのかM2拡張カードがおかしいのかを切り分けるため、SSDの場所を入れ替えて同じことを繰り返してみました。
再起動する度に同じSSDが異常を起こしているのを確認したのでSSDの初期不良だと判明。

取りあえずNVMe SSDの使用をやめてQtierを解除して前の状態に戻しました。

で、速度を計るもやはり読み込みが遅い…
なぜなのかと悩むこと1時間。
そういえばINTELの10G NICのLAG(リンクアグリゲーション)を組みなおしていたのを思い出しINTELのツールからLAGを無効にすると速度が戻りました。

NAS側もDynamic LAGを組んでいるのですが、こちらは全く問題なし。
ハブもNETGEARのフルマネージスイッチなので細かく設定ができますが、設定を変えてもINTELのLAGが遅いのは解決しませんでした。
結果、INTELのLAGがダメだったということで、LAGを解除してこの問題は解決しました。

Qtierを組んでないのに読み取りが速いのは、メモリを64G積んでいるのでキャッシュが効いているからだと思います。
ランダムライトの4Kが速いのは、メモリとSATAのSSDキャッシュの効果だと思います。
下の写真のように書き込みのヒット率が上がっているので、SSDがデータを受け取っているのだと思います。

初期不良のNVMe SSDが交換されて揃ったら、再度Qtierを組みなおそうと思います。

ちなみに今回使用したTS1TMTE220Sはアマゾンに在庫がなかったのでイートレンドで購入しましたが、イートレンドは初期不良の対応があまりよくないので個人的にはお勧めしません。
お客がメーカーと直接やり取りをし、メーカーが初期不良と認めたら、イートレンドとしてはそこで初めて初期不良として対応するそうです。
自社で初期不良の判断ができないからだそうですが、ちゃんとしたお店なら自社でちゃんんと判断して交換してくれます。
それが初期不良対応というものではないでしょうか。
でなければメーカーの修理・交換と大差ない気がします。
メーカとのやり取りに時間が掛かり、とても初期不良交換とは言い難い時間が掛かります。
(時間が掛かるとその間止まってしまいますし、どうせRAID破損時の予備が必要なので、もう1本SSDを購入しようかと思ってます)

その点、アマゾンは初期不良はほぼ無条件で返品、または交換をしてくれるので安心ですね。

2020/08/02追記
NVMe SSDを追加購入しSSDをRAID10にしてQtierを再構築しました。
Qtierでの計測結果はQNAP TS-673でSMB MultiChannel(マルチチャンネル)を有効にするにて。

※QtierはSSDをキャッシュとして使うわけではなく、直接データをSSDに記録することになります。
しかもOSが自動でSSDとHDDのデータを入れ替えたりします。
SSDが壊れてデータを失えば、全体としてデータを失う可能性がありますので、必ず定期的にバックアップを取るようにしてください。

MacBook Air (Early 2014)のSSDを換装する

古いMacBook AirのSSD換装を行いました。
既に6年前のモデルなのであまりお金を掛けても仕方ありませんが、ストレージの容量アップのためにSSDを換装しました。
(ついでに速度も上がればラッキー程度です)

MacBook AirのSSDは端子の形状が特殊なので、通常のNVMe SSDを購入しても換装できません。
通常のNVMe SSDを使えるようにするアダプターも売られているのですが、不安定なものがあったり、別々に注文するのも面倒だと思い、最初からMacBook Air換装用として売られているSSDを購入することにしました。

トランセンド JetDrive 850

MacBook Airの裏ブタを外すトルクスドライバーなどもセットになった製品です。
もちろん端子もMacBook専用!

英語ですがマニュアルも入ってます。
付属のトルクスレンチで裏ブタのネジを外します。

ネジは全部同じ長さではないので、外した場所の長さを覚えておくといいです。
(写真を撮っておくのが手っ取り早いです)

ネジを外すとすぐに裏ブタを取り外すことができます。

SSD自体のネジも付属のドライバーで外せます。
(裏ブタを外した方とは別のドライバーを使います)

交換するJetDrive 850のSSDは奥までしっかりと差し込んでください。
奥までしっかりと差し込まないとネジが刺さりません。

SSDを交換したら裏ブタを戻してネジを締めれば換装自体は終了です。
但し、このネジはネジ止め材使わないと緩みそうなネジに見えます。
Appleもネジ止め材を塗布して締めてました。
ネジ止め材は高くないですし色んなものに使えるので、1本買っておくと便利です。

私はネジ止めの強度に合わせて3種類を使い分けていますが、タミヤのものは比較的緩めに固まるので、再度外す可能性がある場所に向いています。

SSDの換装が終わったらmacOSの再インストールです。
再インストールする前にSSDの内容を消去します。

ディスクユーティリティでドライブを選んでMAC OS拡張(ジャーナリング)を選択して削除します。
※後で出てきますが、ここで私はミスをしていました。

消去したらmacOSユーティリティに戻ってmacOSを再インストールを選択します。

インストール先のドライブを選んで…

あれ、なんかエラー出ました!

ディスクがGUIDパーティションテーブル方式でなければだめだそうです。
(これが先に書いたミスのことです)

ということで再度ディスクユーティリティに戻ります。

左上のメニューからすべてのデバイスを表示を選択します。

するとJetDriveのディスク自体が選択可能になるのでTS~と書いてあるディスクを選択してから「消去」をクリックします。

これで消去の内容に「方式」が現れるのでGUIDパーティションマップを選択してから初期化を行います。

macOSの再インストールに戻ってからドライブを選択すれば無事にmacOSの再インストールが始まりました。

OSの設定が完了してシステム情報を見ると、無事にNVMe接続でSSDが認識されてました。

換装前と換装後のSSDの速度を計ってみました。

換装前

換装後

SSDの速度は換装前の約2倍となっていますが、体感的にはそれほど速くなった感じはしません。
元々CPUもメモリも最近のPCに比べると貧弱なので、SSDだけ速度が上がってもあまりレスポンスはよくならないのでしょう。
元々付いていたSSDも当時としてはそれほど劇遅というわけでもないので、レスポンスアップを求めての換装であればそこまでお勧めはしません。
(それでも全く変わらないわけではないので、恩恵ゼロというわけでもありません)

換装前に比べるとSSDの容量は一気に増えたので、ストレージの容量アップとしての目的は果たせたかと思います。

データ保存用SSD Transcend TS1TMTE220S

マザーボードをX470からX570に変更するまでは、データドライブは2.5インチSATA接続のSSDを使用していました。
(使っていたX470はNVMeのSSDを2枚使えるものでしたが、PCIeにSoundBlasterを使用していると排他で1台はSATA接続のみになってしまう仕様でした)
X570に移行してそういった制限もなくなり、PCIeでのNVMe接続で使用可能なスロットが2つに増えたので、データドライブもNVMe(PCIe)接続のSSDへと変更しました。
データドライブなので流石にまだまだ高価なPCIe4.0対応のものではなく、PCIe3.0のものへと交換しました。
(システムドライブはPCIe4.0対応のCSSD-M2B1TPG3VNFを使用中です!)

個人的にQLCのSSDはまだ信用に値しないと思っているので、最安付近のものは全部避けて、TLCのTranscend TS1TMTE220Sを購入しました。
そんなに速度が必要ないのに2.5インチタイプからNVMeのSSDに変更した理由は「余計な配線がなくなってスッキリするから」だけです(笑)
2.5インチのSSDはドナドナしたので僅かな差額で買い替えることができました。

Transcend TS1TMTE220Sは安い割に速度も出てますし、信頼性のあるTranscend製品ですので、個人的にはお勧めです。

しかしSSDも本当に安くなりましたね。

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