Synology DS720+ im Test: SSD-Cache, Lautstärke und Leistungsaufnahme

SSD-Cache mit NVMe-SSDs des Typs Seagate IronWolf 510

Da die DS720+ zwei M.2-Steckplätze an der Unterseite bietet, um das System mit einem SSD-Cache für eine höhere I/O-Leistung auszustatten, führt ComputerBase erstmals auch Tests mit einem solchen SSD-Cache durch.

Hierfür greift ComputerBase auf zwei NVMe-SSDs des Typs Seagate IronWolf 510 mit jeweils 480 GB zurück, die als SSD-Cache im RAID1 sowohl Lese- als auch Schreibzugriffe beschleunigen dürfen. Bei Synology sind immer zwei M.2-SSDs im RAID1 notwendig, um einen SSD-Cache für Lese- und Schreibvorgänge bereitzustellen. Möchte man den SSD-Cache nur für Lesevorgänge nutzen, kann hingegen die volle Kapazität beider SSDs genutzt werden. Die IronWolf 510 mit 480 GB bietet 2.650 MB/s beim sequenziellen Lesen und 193.000 IOPS beim wahlfreien Lesen. Dabei setzt Seagate auf verbreiteten TLC-3D-NAND mit drei Bit pro Speicherzelle. Das Laufwerk ist auf 1 Drive Write Per Day (DWPD) spezifiziert, womit Seagate garantiert, dass es sich einmal am Tag über die vollständige Kapazität beschreiben lässt – und zwar über die gesamte Dauer der Garantie von fünf Jahren. Die SSD setzt auf den M.2-2280-Formfaktor und ist in Speicherkapazitäten von 240 GB bis 1,92 TB erhältlich.

Ein SSD-Cache kann Datenzugriffe auf einen HDD-Verbund im NAS durch kurze Zugriffszeiten und hohen Durchsatz wesentlich beschleunigen. Besonders bei der Verarbeitung sehr kleiner Dateien im zufälligen Zugriff bietet dies enorme Vorteile gegenüber HDDs, sofern die entsprechenden Dateien im SSD-Cache liegen. Dem NAS-Betriebssystem kommt genau diese Aufgabe zuteil, nämlich im Hintergrund genau die Daten im schnellen Cache vorzuhalten, die der Anwender gerade braucht. Dateien, auf die häufig zugegriffen wird, werden deshalb in den Cache gelegt. Dieser verändert sich somit mit der Zeit und erst bei mehrmaligem Zugriff auf dieselbe Datei macht er sich gegebenenfalls positiv bemerkbar.

Darüber hinaus werden die mechanischen Laufwerke entlastet, weil der SSD-Cache, sofern er effizient genutzt wird, viele Zugriffe auf die HDDs abfängt.

Limitierung der Bandbreite in der DS720+

Die Bandbreite der M.2-Slots auf der DS720+ ist durch den Einsatz des Intel Celeron J4125 limitiert, da dieser insgesamt sechs PCIe-Lanes bereitstellt. Deshalb nutzt Synology wie auch bei der DS918+ für jeden Slot nur PCIe 2.0 x1, was eine maximale Transferrate von rund 500 MB/s liefert. Da die M.2-Slots aber nur als SSD-Cache genutzt werden können und das Volume selbst nicht auf diesen abgelegt werden kann, sind sie bei wahlfreien I/O-Zugriffen immer noch schneller als die Festplatten.

Die IOPS legen bei wahlfreien Zugriffen deutlich zu

Der CrystalDiskMark 7 zeigt, dass es bei sequenziellen Transfers wie erwartet keinen Unterschied macht, ob ein SSD-Cache genutzt wird oder nicht. Die Festplatten bleiben hier der limitierende Faktor. Bei wahlfreien Zugriffen wird der Vorteil dann sehr deutlich: Bei nur einem ausstehenden Befehl (4K Random Q1) verdreifacht sich die Leistung beim Lesezugriff auf der DS720+. Bei vielen ausstehenden Befehlen (Q32) ist der Vorteil noch weitaus größer, denn dann kommen SSDs erst richtig in Fahrt.

SSD-Cache bei Dateitransfer

Zusätzlich zu den IOPS hat ComputerBase einen Blick auf die Dateiübertragung mit SSD-Cache mit und ohne Verschlüsselung geworfen.

Bei der Übertragung des großen Ordners mit rund 4.000 Dateien ist ein kleiner Leistungszuwachs zu verbuchen. Bei einer einzelnen großen Datei, bei der die DS720+ ohnehin am Schnittstellenlimit agiert, hingegen nicht.

SSD-Cache beim Einsatz von Link Aggregation

Diese Limitierung könnte durch den Einsatz von Link Aggregation wegfallen, weshalb auch diese Tests noch einmal mit aktiviertem SSD-Cache durchgeführt werden.

ComputerBase konnte das Problem, dass die Übertragungsgeschwindigkeit der DS720+ beim Schreiben beim Einsatz von sowohl Link Aggregation als auch eines SSD-Caches reduziert wird, inzwischen ausräumen.

Der Grund für die zunächst reduzierte Geschwindigkeit ist weiterhin nicht eindeutig geklärt. Lösen ließ sich das Problem jedoch, indem zunächst Link Aggregation und dann der SSD-Cache aktiviert wurde, statt wie bisher andersherum.

Die Ergebnisse in den Diagrammen sind entsprechend aktualisiert. Jetzt legt auch die DS720+ durch den Einsatz des SSD-Caches bei Link Aggregation zu. Insbesondere beim Schreiben einer großen einzelnen Datei agiert sie nun am Schnittstellenlimit und übertrifft die Schreibgeschwindigkeit des RAID 1 der HDDs, da dies bei rund 180 MB/s limitiert.

Profitiert das USB-Backup durch einen SSD-Cache?

Während die DS918+ bei der Übertragung auf eine externe USB-SSD durch die Nutzung eines SSD-Caches minimal schneller wird, kann die DS720+ nicht zulegen.

ComputerBase wird sich dem Thema SSD-Cache im NAS noch einmal in einem gesonderten Testbericht widmen, um dabei weitere Einsatzzwecke und Testszenarien zu beleuchten. Die deutlichen Vorteile eines SSD-Caches bei der Latenz, die sich etwa bei der Nutzung von Apps oder Containern sowie VMs zeigen, lassen sich in Benchmarks hingegen nicht messen.

Lautstärke & Leistungsaufnahme

Bei der Lautstärke überzeugen die NAS-Systeme von Synology fast ausnahmslos. Da die DS720+ beim Gehäuse und 92-mm-Lüfter keine Experimente wagt, ist nicht mit Überraschungen zu rechnen.

Da die Front der DS720+ nicht so geschlossen ist wie beispielsweise die der DS220j, werden die Laufgeräusche der Festplatten weniger stark gedämmt. Das System und der Lüfter fallen dennoch nicht durch eine zu hohe Lautstärke negativ auf. Die DS720+ ist in der Nähe platziert so durchaus hörbar, aber nicht störend.

Bei der Leistungsaufnahme kann die DS720+ sich im Vergleich zum Vorgänger DS718+ weiter verbessern und liegt in allen drei Lastszenarien darunter. Der leistungsfähigeren Plattform im Vergleich zu einer DS220j, die das sparsamste NAS im Testfeld darstellt, muss jedoch Tribut gezollt werden.

Preise im Vergleich

Die unverbindliche Preisempfehlung der DS720+ liegt bei 458,20 Euro. Die DS718+ kostete zum Marktstart rund 430 Euro und ist weiterhin preisstabil erst ab rund 425 Euro erhältlich. Ohnehin zeigt sich erneut, dass NAS-Systeme kaum im Preis fallen – in den letzten Monaten sind einige Modelle sogar wieder teurer geworden.

Der preisliche Abstand der DS720+ zur DS218+ ist erneut groß, mit einem zweiten LAN-Anschluss und M.2-Slots sowie dem Quad-Core-Prozessor Intel Celeron J4125 in der DS720+ statt des Dual-Core-Prozessors Intel Celeron J3355 in der DS218+ sind aber auch deutliche Unterschiede vorhanden. Statt nach unten lohnt sich gegebenenfalls der Blick auf die DS918+ für 530 Euro oder die heute neu vorgestellte DS420+, die rund 520 Euro kostet.