活用NAS全攻略：NAS加速大法 - SSD Cache vs Qtier 分層儲存

SSD Cache 運作原理

SSD Cache 運作原理

假如大家有看過 QM2 擴充卡評測的話，應該會知道SSD的存取延遲遠比硬碟低及有著優異的隨機讀寫能力，因此把常用的零散數據暫存在SSD會有助改善I/O效能。在啟用SSD Cache後，假如要讀取的數據有暫存在SSD上，系統會直接從高速的SSD讀取數據；假如要讀取的數據未暫存在SSD上，則會從硬碟讀出數據，再暫存在SSD上，如果數據再次被讀取，便不用再從硬碟讀取，達到加速讀取的效果。在寫入零散數據時，則會先寫在SSD上，並當作已經完成寫入；然而，其實數據並未真正寫入硬碟的檔案系統內，當暫存的數據過多、暫存的時間過長、需要拍攝快照或停用SSD Cache功能等情況下，才會觸發回寫，把資料寫回硬碟內。因此，當有大量數據寫入時，暫存的數據爆滿後，會讓數據回寫及數據寫入同時進行，影響寫入速度。假如SSD Cache的數據在未寫回硬碟的情況下有多個SSD損壞、或SSD內的數據有損毀等情況下，會令硬碟內整個檔案系統損壞，造成損失。

在 QTS 4.4.1 後，QNAP加入了「唯寫快取」功能，系統只會把需要寫入的資料先行寫入到 SSD Cache 上，待系統空閒時才會回寫到磁碟區，而讀取動作則視乎數據是否在SSD Cache上，如果在SSD Cache上，會從SSD Cache上讀取，否則會從磁碟區讀取，但有別於「讀寫快取」，讀出的資料並不會快取到 SSD Cache 上。這個模式主要是針對由較低速的SSD組成的磁碟區，讓由較高速的NVMe SSD把需要寫入的資料先暫時存放，加速整體的寫入效能，最後再把資料一併寫入，以改善SSD寫入放大問題，也延長了磁碟區中的SSD壽命。

有關各種快取模式下讀取時背後進行的動作，可以參考下表：

註：Read Miss 即是需要讀取的資料不在SSD Cache內；Read Hit即是需要讀取的資料在SSD Cache內。

有關各種快取模式下寫入時背後進行的動作，可以參考下表：

註：Write Miss 即是需要寫入的資料無法寫入到SSD Cache；Write Hit即是需要寫入的資料成功寫入到SSD Cache。