NAS に関しては、すべきこととしてはいけないことがたくさんあります。そして、そこに取り付けるハードドライブを購入するときに重要な「してはいけないこと」が発生します。何よりも、各ドライブ間の速度が一致していることを確認してください。
その理由は次のとおりです。
NAS はどのように機能しますか?
これがなぜ恐ろしいアイデアなのかを理解するために、基本に立ち返ってみましょう。 USB 接続を介して 1 台のコンピュータに物理的に接続する必要がある従来の外付けハード ドライブとは異なり、NAS を使用すると、承認されたネットワーク ユーザーとさまざまなクライアント デバイスが、中央の共有場所からデータを同時に保存、管理、取得できます。ハードウェアの中核となる NAS は、本質的には、必要なものを取り除いた特殊なコンピューターです。これには、独自のプロセッサ、ランダム アクセス メモリ、および SMB や NFS などの標準ネットワーク プロトコルを介してデータをルーティング、保存、保護するために明示的に設計されたカスタム オペレーティング システムが含まれています。ただし、NAS の真の能力は、ドライブ ベイ内に収容されている物理ストレージ メディアを管理する方法にあります。
ほとんどの NAS システムは、Redundant Array of Independent Disks (RAID) と呼ばれる基本的なストレージ テクノロジーを利用しています。 RAID は複数の物理ハードディスク ドライブを仮想的にバインドし、ネットワークに提供される単一の論理ストレージ ユニットにまとめます。管理者が選択した特定の RAID レベルに応じて、NAS コントローラーはストライピング、ミラーリング、またはパリティ チェックと呼ばれる技術を使用して、これらのドライブにデータを分散します。ストライピングは、ファイルをより小さなデータ ブロックに分割し、それらを複数のディスクに分散して、合計の読み取りおよび書き込み速度を大幅に向上させます。ミラーリングは、2 つ以上のドライブに同一のデータのリアルタイム コピーを作成し、1 つのドライブに機械的障害が発生した場合でも何も失われないようにします。パリティはこれらの概念を組み合わせて、特殊な数学的回復データをストライプ ファイルと一緒に計算して書き込み、障害が発生したドライブを完全に再構築できるようにします。
これが問題となるのは RAID アレイです。
なぜ異なる速度の HDD を一致させるべきではないのでしょうか?
同じ RAID アレイ内で 5400 RPM ドライブと 7200 RPM ドライブをペアにするなど、速度の異なるハードディスク ドライブを混在させると、ストレージ アーキテクチャに重大なパフォーマンスのボトルネックと機械的リスクが生じます。従来の RAID 構成でドライブが結合されている場合、特に RAID 0、RAID 5、または RAID 10 などのデータ ストライピングに大きく依存するセットアップでは、ストレージ コントローラーは、参加しているすべてのドライブに対してデータ ブロックの書き込みまたは読み取りを同時に行う必要があると指示します。この同期操作が必要なため、ストレージ アレイ全体は、最も遅いコンポーネントのパフォーマンスによって数学的および物理的に制限されます。
これでは、高速なハードドライブの回転が追いつくために遅くなるのではないかと思われるかもしれませんが、実際はさらに悪いことです。操作でアレイ全体へのアクセスが必要な場合、高速の 7200 RPM ドライブはワークロードの一部を迅速に完了しますが、低速の 5400 RPM ドライブがそれぞれのタスクを完了するまでアイドル待機状態になります。そのため、実際には、2 台の 5400 RPM ハード ドライブを回転させる場合よりもパフォーマンスが低下する可能性があります。
もう一つの大きな問題は振動です。ハードドライブは、内部の磁気プラッターの回転速度に基づいて連続的な微振動を生成します。 NAS エンクロージャは密集した環境であり、まったく同じ速度のドライブは通常、均一な共振を発しますが、シャーシはこれを安全に処理できるように設計されています。
まったく異なる周波数で回転するドライブが互いに隣接して配置されると、複雑な非同期の高調波振動が発生する可能性があります。このような予測できない物理的な振動は、隣接するドライブの繊細で微細な読み取り/書き込みヘッドに干渉し、データ トラック上で位置合わせを維持するために非常に困難な作業を強いられる可能性があります。
この高調波干渉は長期間にわたって、シーク エラー率の増加やドライブの物理的寿命の短縮につながる可能性があります。
場合によっては許容されるのでしょうか？
何もストライプ化していない限り、それを行うことができます。たとえば、一般に JBOD として知られる Just a Bunch Of Disks のような構成では、複雑なコントローラーの調整を行わずに、各ハード ドライブを完全に独立したストレージ ボリュームとして扱うか、直線的に分割します。ファイル全体が複数のディスクに断片化されるのではなく、単一の特定のディスクに順次書き込まれるため、低速のドライブが高速のドライブを数学的にボトルネックにすることはありません。
同様に、Unraid のような特殊な NAS オペレーティング システムは、独自の unRAID ファイル システム アプローチを使用します。 Unraid セットアップでは、完全なファイルが個々のデータ ドライブにそのまま保存され、専用の別個のパリティ ドライブがプール全体の冗長性を処理します。書き込み操作中の計算ボトルネックを防ぐために、パリティ ドライブをシステム内で最も高速かつ最大のディスクにすることを強くお勧めしますが、標準のデータ ドライブ自体は、容量と回転速度が完全に一致していなくても、標準 RAID で見られる深刻なパフォーマンスの低下を招くことはありません。
もう 1 つの許容可能なシナリオには、単一のマルチベイ NAS エンクロージャ内に完全に分離された分離されたストレージ プールを作成することが含まれます。ユーザーが 4 ベイの NAS を運用している場合、2 台の 7200 RPM ドライブを高速でアクティブなビデオ編集プロジェクト向けの RAID 1 アレイ専用に配置し、同時に 2 台の 5400 RPM ドライブを完全に独立した RAID 1 アレイに配置し、自動バックグラウンド バックアップ専用に使用することができます。これら 2 つのプールは NAS コントローラー上で独立して動作するため、低速のアーカイブ ドライブが高速プールの動作を妨げることはありません。
ただし、振動の問題はまだ残ります。私はパフォーマンスの問題を回避する方法について話しているだけです。