NAS Upgrade: Wozu ist SSD Cache gut?

Soll ein alter PC mit Festplatte erheblich schneller Programme starten, kannst du ihn mit einer SSD aufrüsten. Bei einem NAS geht das auch. Allerdings wird der Speicherplatz der SSD im Gegensatz zum PC nicht als normaler Speicher, sondern als Cache verwendet.

Was ist SSD Cache?

Irgendwo in deiner Wohnung oder deinem Haus gibt es einen Raum, in dem du Werkzeug lagerst. Kaufst du dir ein neues Bild, gehst du in diesen Raum und holst dir Hammer und Nagel. Danach legst du das Werkzeug wieder zurück, bis du es erneut verwendest. Du lagerst den Hammer zwischen. Wie wenn der Computer etwas zur späteren Verwendung zwischenspeichert, auf Englisch Caching genannt.

In der Welt abseits von Bits und Bytes beeinflusst die Distanz zum Standort des Werkzeuglagers die Zeit, welche du benötigst, um an deinen Hammer zu kommen. Beim Computer hingegen beeinflusst der Speichertyp und dessen Anbindung die Zugriffszeit. Arbeitsspeicher (RAM) ist dabei am schnellsten, gefolgt von SSDs und den Festplatten, welche das Schlusslicht bilden.

Kurz zusammengefasst ist SSD Caching oder auch Flash Caching ein Prozess zur Speicherung temporärer Daten auf Solid State Drives. Hast du ein NAS mit konfiguriertem SSD Cache, hängt sich dieser wie folgt zwischen die bestehende Hardware und beschleunigt den Datenfluss zwischen RAM und HDDs: CPU -> RAM -> SSD -> HDDs

Welche Arten von SSD Caching gibt es?

Es gibt verschiedene Methoden, wie ein Computer beziehungsweise NAS mit einer SSD als Cache umgehen kann. Welche angewendet werden, kann von der Grösse der SSD, der gegebenen Unterstützung der NAS-Software oder von anderen Umständen respektive Überlegungen abhängen.

Write-through SSD Caching beschleunigt Leseoperationen. Dabei werden Daten gleichzeitig auf die SSD und den primären Speicher geschrieben. Erst wenn der Host bestätigt, dass der Schreibvorgang auf SSD und Festplatte beendet ist, werden die Daten im Cache verfügbar gemacht.

Beim Write-back SSD Caching werden die Daten vollständig in den SSD Cache geschrieben und erst danach an den primären Speicher gesendet. Dies beschleunigt sowohl Schreib- wie Leseoperationen. Allerdings können im Falle eines Cache-Fehlers Daten verloren gehen. Dieser Nachteil kann umgangen werden, indem zwei SSDs im RAID-1-Verbund als Write-back Cache eingesetzt werden.

Wird die SSD mit Write-around SSD Caching betrieben, umgeht das System beim Schreiben von Daten zunächst die SSD und schreibt direkt in den primären Speicher. Danach analysiert das System die Häufigkeit, mit welcher auf die geschriebenen Daten zugegriffen wird und verschiebt sie dann bei Bedarf in den SSD Cache. Bei dieser Methode wird der Cache nicht unnötig mit Daten zugemüllt, die nur selten verwendet werden.

Was kann ich von SSD Cache erwarten?

Je nach verwendeter Art des SSD Cachings wird eine Beschleunigung nur beim Lesen oder auch beim Schreiben von Daten erreicht. Was das im Detail bedeutet, kommt nicht nur auf das vorliegende NAS-Modell und die Unterstützung durch dessen Hersteller an, sondern auch auf die Anbindung. Hängt das NAS «nur» in einem Gigabit LAN, sollte der Cache einen weniger grossen Einfluss haben.

Um aufzuzeigen was SSD Cache bei Netzwerkspeicher real bringen kann, habe ich meinem NAS eine SSD bestellt. Genauer eine WD Blue SN550 mit 500 GB Speicherkapazität. Ob es wirklich so viel Speicherplatz benötigt, um von den grundsätzlichen Vorteilen des SSD Cachings zu profitieren, sei vorerst mal dahingestellt. Genauso die Frage, ob ich nicht besser zwei kleinere SSDs bestellt hätte. Ein Test wird Antworten liefern.

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