Synology NAS NVMe: mais performance para virtualização

Índice:

• Como um Synology NAS com NVMe melhora a virtualização?
• O papel do cache NVMe em ambientes virtualizados
• Criando volumes de armazenamento all-flash NVMe
• Protocolos de rede e o impacto no desempenho NVMe
• Qual SSD NVMe escolher para um NAS Synology?
• Configuração ideal do LUN iSCSI para máquinas virtuais
• Riscos e cuidados ao usar cache de gravação
• Analisando o ganho real de IOPS e latência
• Acelerar a virtualização é uma necessidade competitiva

Muitas empresas adotam a virtualização para otimizar recursos, mas frequentemente enfrentam gargalos de desempenho. A lentidão das máquinas virtuais (VMs) quase sempre está ligada à alta latência do armazenamento, especialmente quando múltiplos sistemas operacionais acessam simultaneamente os mesmos discos rígidos. Esse cenário limita a produtividade e a capacidade da infraestrutura.

Um storage Synology NAS já oferece uma plataforma centralizada e eficiente para hospedar datastores de virtualização. No entanto, a verdadeira transformação ocorre com a adição de SSDs NVMe. Essa tecnologia acelera drasticamente as operações de leitura e escrita, pois elimina as barreiras dos protocolos de armazenamento tradicionais e entrega a velocidade necessária para ambientes com alta demanda de I/O.

Como um Synology NAS com NVMe melhora a virtualização?

Um Synology NAS equipado com SSDs NVMe melhora a virtualização ao reduzir drasticamente a latência de I/O. As máquinas virtuais executam milhares de pequenas operações de leitura e escrita, por isso a velocidade de resposta do armazenamento é fundamental. O protocolo NVMe, projetado para mídias flash, acessa os dados muito mais rápido que as interfaces SATA ou SAS, o que resulta em VMs mais ágeis.

A diferença de desempenho é bastante significativa. Enquanto um pool de discos rígidos tradicionais pode entregar algumas centenas de IOPS (operações de entrada e saída por segundo), um conjunto de SSDs NVMe alcança dezenas de milhares. Essa capacidade superior permite que mais VMs rodem de forma fluida no mesmo host, com inicializações rápidas e aplicativos que respondem instantaneamente. Assim, a infraestrutura suporta uma carga de trabalho muito maior sem degradação.

O papel do cache NVMe em ambientes virtualizados

O uso mais comum para SSDs NVMe em um Synology NAS é a criação de um cache de leitura e escrita. Essa configuração usa um ou mais drives NVMe para armazenar temporariamente os dados acessados com frequência, também conhecidos como "dados quentes". Quando uma VM solicita uma informação, o sistema a entrega diretamente do cache veloz, em vez de buscá-la nos discos rígidos mais lentos.

Em ambientes com várias máquinas virtuais, as operações de I/O são tipicamente aleatórias e intensas. O cache NVMe absorve esses picos de demanda e suaviza a carga sobre o arranjo principal de HDDs. Para garantir a integridade dos dados, é altamente recomendável configurar o cache de escrita com pelo menos dois SSDs NVMe em RAID 1. Dessa forma, se um drive falhar, a informação não é perdida, o que evita a corrupção dos datastores.

Criando volumes de armazenamento all-flash NVMe

Alguns modelos mais avançados de Synology NAS permitem ir além do cache e criar volumes de armazenamento compostos inteiramente por SSDs NVMe. Essa abordagem dedica os drives de altíssima velocidade para formar o pool principal, onde as máquinas virtuais e seus dados residem permanentemente. O resultado é um desempenho de armazenamento de ponta, com latência extremamente baixa e taxas de transferência muito elevadas.

Um volume all-flash NVMe é a solução ideal para aplicações críticas que exigem o máximo de IOPS, como bancos de dados transacionais ou servidores VDI (Virtual Desktop Infrastructure) com muitos usuários. Embora o custo por terabyte seja maior que o dos discos rígidos, o ganho de performance justifica o investimento em cenários onde cada milissegundo conta. Essa configuração transforma o NAS em uma solução de armazenamento comparável a sistemas SAN muito mais caros.

Protocolos de rede e o impacto no desempenho NVMe

A velocidade impressionante dos SSDs NVMe pode ser facilmente desperdiçada por uma rede lenta. Para que as máquinas virtuais aproveitem todo o potencial do armazenamento, a conexão entre o servidor de virtualização (host) e o Synology NAS precisa ser robusta. Uma rede de 1GbE rapidamente se torna um gargalo, pois limita a taxa de transferência a cerca de 125 MB/s, muito abaixo do que um único drive NVMe pode entregar.

Portanto, uma infraestrutura de rede de 10GbE é o requisito mínimo para extrair o máximo de um sistema com NVMe. Protocolos de armazenamento em bloco como o iSCSI são particularmente beneficiados, porque a baixa latência da rede combinada com a do armazenamento NVMe cria uma experiência de uso similar à de um disco local. Configurar a agregação de link (Link Aggregation) ou usar portas ainda mais rápidas, como 25GbE, também ajuda a garantir que a rede nunca limite o desempenho do storage.

Qual SSD NVMe escolher para um NAS Synology?

A escolha do SSD NVMe correto é crucial para a estabilidade e a longevidade do sistema. A Synology oferece sua própria linha de drives, a série SNV, que são validados para garantir total compatibilidade e integração com o sistema operacional DSM. O uso desses modelos simplifica o suporte técnico e otimiza o firmware para cargas de trabalho de cache.

Caso opte por drives de terceiros, dois indicadores são fundamentais: TBW (Terabytes Written) e DWPD (Drive Writes Per Day). Essas métricas indicam a resistência do SSD, ou seja, a quantidade de dados que ele suporta gravar ao longo de sua vida útil. Para cache de escrita ou volumes principais, sempre escolha modelos corporativos com alto TBW e DWPD, pois eles são projetados para suportar a carga constante de um ambiente virtualizado. Usar SSDs de consumo raramente é uma boa ideia, porque eles se desgastam rapidamente e não possuem mecanismos de proteção contra perda de energia.

Configuração ideal do LUN iSCSI para máquinas virtuais

Ao provisionar armazenamento para virtualização, a criação de LUNs (Logical Unit Numbers) via iSCSI é uma prática comum. Em um volume NVMe, a configuração correta do LUN maximiza a eficiência. É importante, por exemplo, usar o recurso de Thin Provisioning com cautela. Embora ele economize espaço, pode introduzir uma pequena sobrecarga de desempenho em comparação com um LUN provisionado de forma "thick".

Outro ponto técnico relevante é o suporte para comandos específicos do hipervisor, como o UNMAP. Esse comando permite que o sistema operacional da VM informe ao storage quais blocos de dados foram liberados, para que o espaço seja recuperado no NAS. Ativar essa funcionalidade no DSM e no seu hipervisor (VMware vSphere ou Microsoft Hyper-V) melhora a gestão do espaço e mantém o desempenho do volume all-flash NVMe consistente ao longo do tempo.

Riscos e cuidados ao usar cache de gravação

Embora o cache de escrita acelere muito as operações, ele também introduz um risco: a volatilidade dos dados. Quando uma VM grava uma informação, ela primeiro vai para o cache NVMe e só depois é descarregada para o pool de HDDs. Se ocorrer uma queda de energia antes que esse processo se complete, os dados que estavam apenas no cache podem ser perdidos.

Para mitigar esse risco, algumas medidas são indispensáveis. A primeira, como já mencionado, é usar sempre um cache de escrita em RAID 1, que espelha os dados em dois drives NVMe. A segunda, e talvez mais importante, é conectar o Synology NAS a uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS). Um bom no-break garante que o sistema tenha tempo suficiente para descarregar todos os dados do cache para os discos de forma segura durante uma falha de energia, o que preserva a integridade das máquinas virtuais.

Analisando o ganho real de IOPS e latência

O benefício de usar NVMe em um ambiente virtualizado se manifesta em duas métricas principais: aumento de IOPS e redução da latência. Um administrador de sistemas pode observar esses ganhos de forma prática no dia a dia. As máquinas virtuais inicializam em poucos segundos, a abertura de aplicativos pesados dentro das VMs é quase instantânea e o sistema permanece responsivo mesmo com dezenas de VMs ativas.

Dentro do próprio DSM, a ferramenta "Monitor de Recursos" exibe gráficos detalhados sobre a utilização do armazenamento. É possível acompanhar a taxa de acerto do cache (cache hit rate), que indica a porcentagem de leituras que foram atendidas pelo cache NVMe em vez dos HDDs. Uma taxa de acerto alta confirma que a configuração está sendo eficaz. Para análises mais profundas, ferramentas do próprio hipervisor também mostram a latência dos datastores, que deve cair para menos de um milissegundo com um volume NVMe.

Acelerar a virtualização é uma necessidade competitiva

Em um cenário de negócios onde a agilidade é fundamental, a performance da infraestrutura de TI impacta diretamente os resultados. Máquinas virtuais lentas atrasam processos, frustram usuários e limitam o crescimento da empresa. A modernização do armazenamento não é mais um luxo, mas sim um passo estratégico para manter a competitividade.

Integrar SSDs NVMe em um Synology NAS é uma das formas mais eficientes e com melhor custo-benefício para resolver os gargalos de desempenho em ambientes virtualizados. Seja através de um cache inteligente ou de um volume all-flash, essa tecnologia entrega a velocidade que as aplicações modernas exigem. Portanto, investir em NVMe para seu NAS Synology é a resposta para construir uma base de virtualização rápida, confiável e preparada para o futuro.