NAS NVMe da QNAP: desempenho superior para VMs e grandes volumes de dados

Índice:

• Como um NAS NVMe da QNAP funciona?
• O impacto do NVMe no desempenho das máquinas virtuais
• Aceleração do acesso a grandes volumes de dados
• A importância da rede para um NAS All-Flash
• Configurações RAID para SSDs NVMe: o que muda?
• Gerenciamento e otimização do armazenamento all-flash
• NAS NVMe vs. SAN All-Flash: qual a melhor escolha?
• Quais os desafios ao implementar um storage NVMe?
• O futuro do armazenamento compartilhado é all-flash

Muitas empresas enfrentam gargalos de desempenho com suas infraestruturas de armazenamento tradicionais. As cargas de trabalho modernas, como virtualização e manipulação de grandes arquivos, exigem latência mínima e alta taxa de transferência, algo que os discos rígidos convencionais raramente entregam.

Os storages NAS all-flash com SSDs NVMe surgem como uma resposta direta para esse desafio. Esses equipamentos substituem os discos mecânicos por memórias de estado sólido ultrarrápidas. A QNAP, uma das líderes nesse segmento, desenvolveu vários equipamentos que exploram essa tecnologia para acelerar drasticamente o acesso aos dados.

Como um NAS NVMe da QNAP funciona?

Um NAS NVMe da QNAP é um servidor de armazenamento que utiliza exclusivamente SSDs com o protocolo Non-Volatile Memory Express. Diferente dos SSDs SATA, os drives NVMe se conectam diretamente ao barramento PCIe do sistema. Essa conexão direta elimina intermediários e reduz significativamente a latência, o que melhora muito a velocidade nas operações de leitura e escrita.

O hardware veloz é combinado com um sistema operacional otimizado, como o QTS ou o QuTS hero. O QuTS hero, por exemplo, usa o sistema de arquivos ZFS, que possui vários recursos avançados para mídias flash. Ele oferece funcionalidades como compressão e deduplicação em linha para economizar espaço, além de mecanismos robustos que protegem contra a corrupção silenciosa de dados, um risco sempre presente em qualquer ambiente.

O impacto do NVMe no desempenho das máquinas virtuais

Ambientes de virtualização geram uma carga de trabalho conhecida como I/O blender, onde múltiplas máquinas virtuais (VMs) realizam pequenas e aleatórias operações de leitura e escrita simultaneamente. Esse cenário é extremamente prejudicial para discos rígidos, pois causa alta latência e degrada o desempenho de todas as VMs.

Um NAS NVMe da QNAP resolve esse problema com sua capacidade de processar milhares de operações de entrada e saída por segundo (IOPS). A latência baixíssima, frequentemente medida em microssegundos, garante que as VMs permaneçam responsivas mesmo sob alta carga. Como resultado, as empresas conseguem consolidar mais máquinas virtuais em um único host, com tempos de inicialização menores e uma experiência de uso muito mais fluida para os usuários das aplicações.

Aceleração do acesso a grandes volumes de dados

Profissionais que trabalham com edição de vídeo 4K/8K, modelagem 3D ou análise de dados científicos lidam com arquivos que frequentemente ultrapassam centenas de gigabytes. Acessar e manipular esses dados em um storage lento transforma o fluxo de trabalho em um processo demorado e pouco produtivo, com longas esperas para carregar ou salvar projetos.

A alta taxa de transferência sequencial dos SSDs NVMe, que pode atingir vários gigabytes por segundo, acelera essas tarefas de forma impressionante. Com um NAS QNAP all-flash, múltiplos editores podem, por exemplo, acessar e editar o mesmo material de vídeo em alta resolução simultaneamente, sem qualquer travamento. Isso também beneficia bancos de dados, que executam consultas complexas em uma fração do tempo anterior.

A importância da rede para um NAS All-Flash

Um NAS all-flash NVMe exige uma infraestrutura de rede compatível para que seu potencial seja aproveitado. Uma conexão Gigabit Ethernet, com sua taxa teórica máxima de 125 MB/s, simplesmente não suporta a velocidade dos drives e se torna um grande gargalo, limitando todo o sistema.

Por isso, redes com 10GbE, 25GbE ou até mais rápidas são quase sempre mandatórias para extrair o desempenho máximo do equipamento. Muitos modelos de NAS da QNAP já vêm com portas 10GbE nativas ou suportam placas de expansão. A agregação de link também é um recurso valioso, pois combina múltiplas portas de rede para aumentar a largura de banda total e fornecer redundância.

Configurações RAID para SSDs NVMe: o que muda?

A lógica por trás dos arranjos RAID continua a mesma em um ambiente all-flash: equilibrar desempenho, capacidade e proteção. No entanto, as características dos SSDs introduzem novas considerações. Arranjos como RAID 5 ou RAID 6 ainda são viáveis, mas o processo de reconstrução em caso de falha de um drive pode gerar uma carga de escrita intensa, o que afeta a vida útil das outras unidades.

Sistemas de arquivos como o ZFS, presente no QuTS hero, oferecem alternativas como o RAID-Z, que é projetado para ser mais eficiente e seguro. Para cargas de trabalho que exigem o máximo de desempenho de escrita e baixa latência, o RAID 10 (espelhamento e distribuição) continua sendo uma excelente escolha, embora sacrifique 50% da capacidade bruta do armazenamento.

Gerenciamento e otimização do armazenamento all-flash

SSDs NVMe, como toda memória flash, possuem um ciclo de vida limitado pela quantidade de dados que podem ser escritos (TBW ou DWPD). Embora os drives corporativos sejam muito duráveis, é fundamental gerenciar o armazenamento para maximizar sua longevidade. Os sistemas da QNAP incluem várias ferramentas para essa finalidade.

O recurso de sobreprovisionamento (over-provisioning), por exemplo, reserva uma parte do espaço do SSD para o controlador, o que melhora o desempenho de escrita e a durabilidade. O sistema também monitora a saúde dos drives constantemente através do S.M.A.R.T. e emite alertas antes que uma falha ocorra, o que permite uma substituição proativa e evita a perda de dados.

NAS NVMe vs. SAN All-Flash: qual a melhor escolha?

A escolha entre um NAS (Network Attached Storage) e uma SAN (Storage Area Network) depende bastante do ambiente e da aplicação. Um NAS opera no nível de arquivos (protocolos SMB/NFS) e é geralmente mais simples de configurar e gerenciar, ideal para compartilhamento de pastas e colaboração entre múltiplos usuários.

Uma SAN, por sua vez, opera no nível de blocos (protocolos iSCSI/Fibre Channel) e apresenta o armazenamento aos servidores como se fosse um disco local. Historicamente, a SAN era vista como a opção de maior desempenho para aplicações como bancos de dados e virtualização. No entanto, os NAS modernos da QNAP, com redes de alta velocidade e o protocolo iSCSI, diminuíram essa diferença e oferecem um desempenho em bloco extremamente competitivo, com a vantagem da simplicidade.

Quais os desafios ao implementar um storage NVMe?

Apesar dos imensos benefícios, a adoção de um NAS all-flash NVMe apresenta alguns desafios. O custo por terabyte ainda é consideravelmente mais alto em comparação com os discos rígidos ou até mesmo com os SSDs SATA. Esse fator exige um planejamento cuidadoso para justificar o investimento, focando nas cargas de trabalho que realmente se beneficiarão da alta performance.

Outro ponto é a geração de calor. Os drives NVMe podem aquecer bastante sob carga intensa, por isso um sistema de refrigeração eficiente no chassi do NAS é fundamental para evitar o thermal throttling, um mecanismo que reduz a velocidade para prevenir o superaquecimento. Felizmente, os equipamentos da QNAP são projetados com sistemas de ventilação adequados para manter a temperatura operacional ideal.

O futuro do armazenamento compartilhado é all-flash

A crescente demanda por velocidade e baixa latência em datacenters e ambientes criativos torna a migração para o armazenamento all-flash um caminho natural. A tecnologia NVMe se consolidou como o padrão para aplicações que não toleram atrasos, e sua integração em dispositivos NAS tornou o alto desempenho muito mais acessível.

Soluções como as oferecidas pela QNAP simplificam essa transição, pois entregam um hardware poderoso com um software de gerenciamento completo e intuitivo. Para empresas que buscam otimizar seus ambientes de virtualização ou acelerar o trabalho com grandes volumes de dados, um NAS NVMe é a resposta definitiva para eliminar os gargalos de armazenamento.