Обзор сетевых накопителей QNAP D2 Pro и D4 Pro на платформе x86

Летом прошлого года мы познакомились с представителями новой линейки сетевых накопителей QNAP — моделями D2 и D4, которые появились на локальном рынке. Эти устройства в определенном смысле сломали стереотип о том, что хорошие готовые NAS не могут быть доступными. В частности, в них используются двухъядерные процессоры, есть по два гигабитных сетевых порта и поддерживается интерфейс USB 3.0. Ну а встроенное программное обеспечение QTS без сомнения является одним из лучших возможных вариантов с точки зрения удобства и числа решаемых задач. При этом стоимость продуктов была установлена очень интересная по сравнению с конкурентами.

Для закрепления успеха компания в прошлом ноябре анонсировала новые модели в локализованной линейке: D2 Pro и D4 Pro. Они являются более мощными версиями описанных ранее моделей. В частности, здесь используется платформа Intel Celeron, есть возможность расширения объема оперативной памяти, SD-картовод, пульт дистанционного управления, функция USB QuickAccess.

При этом по внешнему виду устройства мало отличаются от предшественников. Одной из привлекательных сторон устройств является стоимость — рекомендованная розничная цена D2 Pro — 21 000 рублей, D4 Pro — 30 200 рублей.

Комплект поставки и внешний вид

Сетевые накопители поставляются в обычных коробках из крепкого картона. Ручек для транспортировки у них не предусмотрено. Названия моделей и основные характеристики указываются на информационной наклейке красного цвета. Есть на ней и фотография устройства. Отдельно предусмотрены метки с серийным номером и адресами сетевых интерфейсов.

Комплект поставки в данном случае можно назвать немного расширенным. Кроме внешнего блока питания с кабелем, набора винтов для крепления жестких дисков в рамках, двух сетевых кабелей и печатной документации в коробке также присутствует ИК-пульт дистанционного управления RM-IR002, который мы уже встречали ранее.

Блоки питания у устройств внешние, что уменьшает размеры корпуса и упрощает систему охлаждения. Напряжение стандартное — 12 В, а максимальные токи разные: у модели D2 Pro это 5,417 А, а у D4 Pro — 8 А. Интересно, что по характеристикам они мало отличаются от использованных для D2 и D4. Отметим, что блоки производства известного производителя FSP, имеют встроенные индикаторы подключения сетевого питания, а съемные кабели используют стандартный разъем C13/C14, знакомый по блокам питания персональных компьютеров.

Использованный для новых моделей дизайн корпусов мы уже встречали ранее у других устройств этого производителя. Небольшие отличия есть только по набору портов и цвету. Габаритные размеры не отличаются от D2/D4 и составляют 103×219×170 мм и 161×219×170 мм соответственно для D2 Pro и D4 Pro.

Внешние элементы корпусов изготовлены из белого пластика. Большинство поверхностей матовые, но есть полоска глянца сверху слева, а также вставка из бирюзового металлика спереди слева, на которой расположены индикаторы, кнопки и порты. Дизайн можно назвать строгим и универсальным. Устройства хорошо будут смотреться и в домашней обстановке и в офисе.

На лицевой панели находятся отсеки для установки дисков — два для модели D2 Pro и четыре для D4 Pro. Салазки с винчестерами закреплены в них простыми, но достаточно надежными защелками. Над ними мы видим нанесенный серебристой краской логотип производителя.

Слева вертикально идет блок индикаторов: статус, сетевая активность, USB, по одному светодиоду для каждого винчестера и один для слота SD. Заметим, что индикаторы не имеют явных световодов и просвечивают через краску панели. Кроме того, для них использованы разные цвета. Все это, на наш взгляд, несколько не соответствует общему стилю. Аналогичная схема использована и для ИК-приемника сигналов пульта дистанционного управления — внешне его окошко никак не опознать.

Далее здесь находится слот для карт памяти SD (с поддержкой SDHC). Он подпружиненный и при установке в него карты она скрывается практически полностью, но, в то же время, может быть легко извлечена.

Еще ниже мы видим две кнопки (включения питания и запуска копирования с USB), порт USB 3.0 для подключения внешних устройств и порт USB 3.0 Micro-B для подключения самого сетевого накопителя к компьютеру в режиме USB QuickAccess.

Остальные порты находятся на задней панели: служебный порт (вероятно консоль), аналоговые аудиовход и выход в стандартном формате (миниджеки 3,5 мм), HDMI 1.4b, два порта USB 3.0, два гигабитных сетевых порта с индикаторами. Кроме того, здесь есть скрытая кнопка сброса настроек и кенсингтонский замок.

Но больше всего места ожидаемо занимает решетка вентилятора (70 мм у младшей модели и 120 мм у старшей). Поступает воздух в корпус через переднюю панель и решетки на дне и левой стенке.

Опирается корпус на четыре крупные резиновые ножки, так что проблем с устойчивостью не будет.

Учитывая, что отличия от других устройств незначительные, общая оценка корпусов также не будет отличаться. Размеры компактные для использованных конфигураций. Белый пластик может потребовать дополнительного ухода для сохранения внешнего вида, но матовое покрытие более практично, чем глянцевое. Порты расположены удачно, кнопки идут вровень с корпусом и мало шансов нажать их случайно.

Дополнительно производитель предоставил фирменный модуль оперативной памяти объемом в 4 ГБ. Он поставляется в относительно крупной картонной коробке. В комплекте идет инструкция по установке.

Конструкция и аппаратные характеристики

Корпуса сетевых накопителей имеют внешние элементы из пластика, закрывающие металлическую раму почти со всех сторон — кроме задней панели. Внутренняя конструкция в данном случае имеет некоторое значение — если вы решите увеличить объем оперативной памяти, то придется разбирать корпус.

Сначала нужно вытащить винчестеры. Потом открутить винты крепления внешнего кожуха и сдвинуть его в сторону от передней панели для освобождения защелок и снятия. После этого станет видна внутренняя рама корзины дисков. Для доступа к отсекам модулей памяти нужно ее демонтировать, открутив еще несколько винтов. После этого корзина вместе с бекплейном может быть снята. Интересно, что она используется и в роли дополнительного радиатора центрального процессора — тепло передается с основного радиатора через прокладку.

Главные печатные платы устройств идентичны, так что большинство аппаратных характеристик будет совпадать. Основой аппаратной платформы накопителе служит SoC Intel Celeron N3060. Эта микросхема имеет два вычислительных 64-битных ядра, работающих на штатной частоте в 1,6 ГГц с возможностью разгона почти до 2,5 ГГц.

Чип выполнен по технологии 14 нм и выпускается с 2016 года. Он имеет TDP 6 Вт, что позволяет обойтись пассивным охлаждением. Кроме традиционных вычислительных ядер в нем также есть блок работы с графикой, имеющий модули декодирования видео, контроллеры шин PCI Express, USB и SATA.

Оба устройства допускают увеличение объема оперативной памяти с 1 ГБ до 8 ГБ. Штатно установлен один модуль на 1 ГБ, а максимально можно использовать два модуля по 4 ГБ. Используются стандартные SO-DIMM формата DDR3L класса DDR3-1600. Обратить внимание стоит именно на «L» — планки со напряжением питания 1,5 В работать не будут. Если же хочется гарантированной совместимости — можно купить фирменный вариант у QNAP.

Кроме привычного BIOS на 8 МБ, на платах установлен также модуль eMMC достаточно большой емкости (4 ГБ). Но для работы основной операционной системы применяется выделенный раздел на жестких дисках, а не флэш-память.

В используемой SoC есть только два канала SATA. Именно они и используются в D2 Pro. А вот на бекплейн в D4 Pro пришлось установить дополнительно микросхему ASMedia ASM1062. Так что формально диски в старшей модели подключены к разным контроллерам. Но не думаем, что есть смысл искать здесь какие-то отличия в производительности.

Аналогичные ограничения есть и по числу линий PCI Express, так что на плате есть отдельный чип ASMedia ASM1182e, который из одной линии делает две. Они используются, в частности, для упомянутого выше внешнего дискового контроллера, сетевых контроллеров (Realtek RTL8111E) и других цепей.

Видеовыход стандарта HDMI 1.4b использует чип TI DP139, а за ввод и вывод звука отвечает кодек Realtek ALC262. Что касается слота для карт SD, то его контроллер встроен в SoC.

Из того, что мы ранее не видели, отметим работающие в паре чипы Realtek RTL8111E и RTL8153. Они отвечают за реализацию функции USB QuickAccess, о которой мы расскажем позднее.

Система охлаждения устройств состоит из одного вентилятора — в младшей модели размером 70×70×25 мм, а в старшей — 120×120×25 мм. Реализовано четырехпроводное подключение, есть автоматический режим работы, ручной выбор температур для переключения скорости или установка фиксированной скорости вращения. Полного отключения вентилятора не предусмотрено. Для модели D2 Pro диапазон скоростей составляет от 800 до 3600 об/мин, для D4 Pro — от 400 до 1800 об/мин. Конечно, на максимальном значении вентилятор будет хорошо слышно. Но по факту во время тестов вентиляторы всегда бесшумно работали на минимальном значении. Так что в реальных условиях эксплуатации ни к шуму ни к температурному режиму замечаний не будет.

В целом, аппаратная конфигурация характерна для современных моделей сетевых накопителей на платформе x86. Большинство из них также оборудовано парой сетевых портов, поддерживает USB 3.0 и расширение объема оперативной памяти. Отметим только наличие в рассматриваемых моделях порта для карт памяти SD, позволяющего оперативно переписывать файлы, например, из фотокамеры, а также режима прямого подключения к компьютеру по USB 3.0.

Тестирование накопителей проводилось с прошивкой версии 4.3.4.0435 Build 20171230.

Установка и настройка

Рамки в данных устройствах выполнены из пластика. Они не имеют дополнительных замков, что для этого класса не существенно. Крепление дисков на рамках осуществляется стандартным способом — винтами. С одной стороны это самый недорогой вариант, с другой — все-таки для дома хотелось бы видеть и не требующие инструментов решения. В списке совместимости представлены современные модели традиционных винчестеров объемом до 12 ТБ включительно, а также 2,5″ накопители и SSD объемом до 2 ТБ. Рамки не имеют дополнительных резиновых прокладок, но благодаря специальным пружинящим выступам держатся хорошо и не вибрируют. Далее все как обычно — подключаем сеть, питание, нажимаем кнопку включения.

Через некоторое время после загрузки устройства нужно будет осуществить его инициализацию — разметку винчестеров и установку операционной системы на выделенный раздел. Для этого может использоваться несколько способов, но в целом все они сводятся к запуску мастера в браузере. При этом можно применять в том числе и мобильные устройства. Для удобства каждый сетевой накопитель имеет уникальный код, что может ускорить его поиск в сети. Предусмотрен и вариант установки прошивки без подключения устройства к сети Интернет с предварительной загрузкой нужного образа на другом компьютере. Также на этом этапе можно воспользоваться фирменной утилитой QFinder Pro (доступна для Windows, macOS и Ubuntu).

Мастер начальной настройки позволяет вам выбрать имя накопителя, пароль администратора, установить встроенные часы, настроить сетевые адреса, включить нужные протоколы сетевого доступа, настроить конфигурацию дисковых томов. После указания всех параметров, сетевой накопитель самостоятельно скачает через Интернет прошивку с сайта производителя, разметит винчестеры, установит программное обеспечение и проведет все другие необходимые операции.

Заметим, что устанавливаемая в этом сценарии прошивка может быть не самой последней, поскольку она должна быть полной, а обновления могут выпускаться и в виде патчей. Так что желательно сразу же проверить наличие обновлений через Web-интерфейс и установить их. Предусмотрен в системе и вариант настройки автоматической установки новых версий.

Дополнительные шаги после инициализации будут включать в себя настройку конфигурации дисковых томов, создание папок и пользователей, установку прав доступа, включение необходимых сервисов, настройку облачного доступа myQNAPcloud, инсталляцию дополнительных программных модулей.

Возможности программного обеспечения

Встроенное программное обеспечение сетевых накопителей QNAP имеет настолько широкий набор функций, что эти устройства более правильно называть минисерверами, а не просто NAS. С недавним выходом версии QTS 4.3.4 список решаемых задач и возможностей настройки и конфигурации еще более увеличился, и описать все в одной статье просто невозможно. Мы постараемся вернуться к этому вопросу в отдельной публикации.

Прошивка позволяет использовать устройство с любыми операционными системами благодаря поддержке всех распространенных протоколов сетевого доступа. Предусмотрены управление пользователями, группами, правами, квотами, интеграция в AD и LDAP. Есть встроенный межсетевой экран и сервис блокировки попыток подбора паролей, а также возможность приобрести и установить SSL-сертификат для вашего сервера прямо из Web-интерфейса. Система уведомлений работает с электронной почтой и мобильными устройствами, так что администратор всегда будет в курсе происходящего с его сервером.

«Монитор ресурсов» также претерпел заметные изменения и теперь в нем есть подробные отчеты по нагрузке на аппаратные элементы системы — включая процессор, оперативную памяти и диски. Также есть список процессов, информация о томах и LUN.

В штатную прошивку также входят такие распространенные сервисы как Web-сервер, сервер SQL, сервер Syslog и другие. Дополнительно в разделе App Center представлены почти две сотни дополнительных модулей, в том числе и множество медиасервисов, актуальных для домашних пользователей.

Рассматриваемые продукты при увеличении объема оперативной памяти со штатного 1 ГБ позволяют использовать функцию запуска виртуальных машин. Для ее эффективной реализации определенные изменения были реализованы и в настройках сетевых интерфейсов. Кстати, на старших моделях NAS станция виртуализации может даже пробрасывать в виртуальные машины дополнительно устанавливаемые в сетевые накопители видеокарты. Но скорее здесь будет востребована функция легкой виртуализации на основе контейнеров LCX и Docker, поскольку она требует заметно меньше ресурсов, хотя и менее универсальна.

Благодаря видеовыходу HDMI, а также пульту дистанционного управления, устройства могут выступать в роли обычного компьютера с Linux или медиаплеера. Если же планируется использовать их для хранения и трансляции медиапотоков на другие приемники, возможно будет востребована функция транскодирования видео, работающая на аппаратных блоках процессора.

Из новых функции QTS 4.3.4 наибольшее внимание привлекает новая схема работы с дисковыми томами. Кроме ранее реализованного варианта, основанного на привычном для Linux программном стеке и файловой системе, в новой версии прошивки появилось еще два варианта. Общей для них операцией является предварительное создание дискового пула, работающего поверх технологии RAID. В свою очередь, на пуле вы организуете тома (один или несколько) и блочные iSCSI LUN (файловые LUN также поддерживаются).

Эта схема представляется немного более сложной, однако в ней предусмотрены такие удобные средства, как динамическое выделение объема томам, тонкие тома, миграция, расширение и снимки файловой системы (snapshots). Во многих случаях это перевесит возможное усложнение конфигурации.

Кроме того, в дисковых пулах можно использовать импортированные со сторонних устройств тома iSCSI, что позволит вам воспользоваться всеми функциями QTS при фактическом размещении данных на других серверах. Еще одним плюсом является возможность выбора при создании тома такого параметра файловой системы, как размер дескриптора. Это позволит вам подобрать подходящий под ваши задачи вариант.

Технология моментальных снимков позволяет быстро создавать копии данных, включая тома и iSCSI LUN, хранить несколько их версий. Причем работает это не только на одном или нескольких томах одного сетевого накопителя, но и по локальной сети между разными устройствами. Данный сервис поддерживает расписание и автоматическую ротацию копий. При этом есть возможность оперативного доступа к любой из записанных версий, а также выборочное восстановление отдельных документов.

Для моделей на два или четыре отсека возможность добавления кэширующего SSD-накопителя не очень актуальна из-за потенциального снижения максимального объема томов, но для старших устройств эта функция поможет повысить производительность при работе нескольких пользователей с одним набором документов на сетевом накопителе. Для крупных инсталляций также можно использовать технологию Qtier для автоматического распределения данных в зависимости от востребованности и частоты обращений к ним по трем разным уровням томов.

Интересно, что компания добавила прямо в интерфейс сетевого накопителя пару тестов производительности жестких дисков (или других накопителей) — на скорость линейного последовательного чтения и на IOPS при случайном чтении небольшими блоками.

В целом раздел «Хранение и моментальные снимки» стал гораздо больше и интереснее. Производитель заявляет о его удобном интерфейсе, но явно придется потратить время и силы его изучение новых функций.

Необычным решением в рассматриваемых устройствах является функция USB QuickAccess. Она позволяет вам подключить сетевой накопитель к компьютеру через интерфейс USB 3.0. Для этого на передней панели установлен порт Mini-USB 3.0 (кабеля в комплекте нет), а на печатной плате присутствуют две дополнительные микросхемы. При подключении через этот порт на компьютере у вас сначала появляется виртуальный внешний оптический диск, на котором записаны инструкции по работе данной функции.

Она может быть использована в операционных системах Windows, macOS и Linux, для которых требуется скачать и установить специальный драйвер. Для работы данного сервиса необходимо осуществить его настройку в Web-интерфейсе сетевого накопителя. Производитель предусмотрел три схемы ограничения доступа: доступ всем пользователям сетевого накопителя, доступ любым пользователям и доступ выбранным пользователям и группам.

Плюсом данной реализации является возможность одновременного доступа в данным на устройстве как по сети, так и локально. Хотя конечно последний вариант стоит заключить в кавычки. По сути, на компьютере пользователя появляется новая гигабитная сетевая карта с интерфейсом USB, которая подключена напрямую к отдельному (третьему) сетевому интерфейсу в сетевом накопителе и собственно подключение к дискам работает через стандартные сетевые протоколы. Понятно, что ждать от этой реализации увеличения скорости передачи данных не стоит. Кроме того, применимость этой схемы все-таки ограниченная — в большинстве случаев у вас не получится подключить накопитель к медиаплееру или мобильному устройству.

Тестирование

Для тестирования сетевых накопителей использовались жесткие диски WD Red WD20EFRX объемом 2 ТБ. Как обычно, основным бенчмарком выступал стандартный Intel NASPT с нашими шаблонами для эмуляции работы с большими файлами. Прежде всего, на примере D2 Pro посмотрим, не сказалось ли на производительность введение дополнительного слоя виртуализации при организации томов.

На операциях чтения заметных отличий нет. На записи есть некоторое отставание у тома формата Thin, поскольку одновременно с записью осуществляется и выделение новых блоков для данных в нем. Повторная запись в тот же файл уже не будет иметь потерь. Так что далее результаты приводятся для режима тома Thick (с предварительным выделением места) поверх пулов дисков требуемой конфигурации.

Для двухдискового D2 Pro доступны конфигурации пула из одного диска, а также двух в отказоустойчивом режиме зеркала и массиве с чередованием.

Никаких откровений мы здесь уже давно не ждем. При работе с гигабитным сетевым соединением платформа x86 обеспечивает максимальные доступные скорости потоковых операций на уровне 100-110 МБ/с. При случайном доступе показатели ожидаемо ниже. Преимущество перед D2 без суффикса Pro в целом заметно, но говорить о существенном выигрыше мы бы не стали. Все-таки сегодня для большинства современных платформ сетевых накопителей эти задачи не являются сложными.

Также с D2 Pro мы оценили (с подключением к другому, более современному компьютеру в качестве клиента) разницу в работе между обычным сетевым подключением через коммутатор и через функцию Quick Connect в двух шаблонах — последовательного чтения и записи файлов.

Как мы видим, существенных отличий здесь нет. Так что если у вашего компьютера вдруг нет гигабитного сетевого порта, но есть USB 3.0, то данная функция может оказаться очень полезной с точки зрения получения высокой скорости работы с файлами сетевого накопителя.

Для D4 Pro проверялись конфигурации из четырех дисков в RAID0 и в RAID5. Дополнительно мы решили оценить эффект от замены модуля памяти 1 ГБ на 4 ГБ для массива с четностью.

Максимальные цифры снова ограничиваются гигабитной сетью. При этом увеличение объема оперативной памяти в сетевом накопителе практически везде приводит даже к небольшому снижению скорости работы. Это еще раз подтверждает неоднократно отмеченный факт, что если ваши основных задачи — это чтение и запись файлов, то нет смысла гнаться за объемом ОЗУ. Установка двух и более гигабайт в домашних NAS на 2-4 отсека имеет толк только если у вас есть для устройства конкретные дополнительные задачи, требовательные к памяти.

Не думаем, что сегодня могут быть какие-то сложности при реализации работы с портами USB 3.0 на платформе x86, но все-таки проверим этот вопрос. Использовался тот же WD Red объемом 2 ТБ, который подключался через адаптер SATA—USB 3.0. Тест состоял в оценке времени выполнения задачи резервного копирования и восстановления папки с файлом в 32 ГБ штатным модулем Hybrid Backup на D4 Pro с конфигурацией дискового пула RAID5.

Несколько неожиданно проседание скорости записи на внешний диск с файловой системой ext4 до 73 МБ/с, тогда как остальные результаты более чем достойные.

Как и с парой D2-D4, мы провели также тестирование сценария сетевого резервного копирования по разным протоколам в модуле Hybrid Backup. В прошлый раз существенное снижение скорости вызывало использование шифрования FTPS и rsync через ssh. Посмотрим, насколько эффективно смогут справится с этой задачей более мощные модели. В D2 Pro использовалась конфигурация RAID1, в D4 Pro — RAID5. Направление копирования (синхронизации) — с D4 Pro на D2 Pro.

Действительно, более мощная платформа в этих задачах будет востребована — скорость передачи данных по FTPS с шифрованием составляет почти 100 МБ/с. Интересно, что «обычный» FTP здесь выступил даже хуже. Rsync через ssh также показал почти в два раза выше результат, чем у прошлой пары.

Во время проведения тестирования также оценивалось энергопотребление устройств и температурный режим компонент. Проверялись три сценария — сон, бездействие (режим ожидания без нагрузки) и работа (максимальные значения за время проведения цикла тестов). Для D2 Pro использовалась конфигурация из двух дисков в зеркале, для D4 Pro — массив с четностью.

Интересно, что D2 Pro оказалась даже более экономична, чем D2. А D4 Pro практически не отличается по этому параметру от D4. В целом оба решения еще раз подтверждают, что готовые сетевые накопители, по сравнению с собранными из стандартных комплектующих в большинстве случаем будут иметь заметное преимущество с точки зрения потребления электроэнергии.

Рассматриваемые сетевые накопители имеют датчики температуры в процессоре и на системной плате. Кроме того, можно получить температуру винчестеров. Тестирование проводилось в комнатных условиях при 21-23 градусах. К сожалению, в режиме сна система отвечает на запросы о температуре не всех дисков. Для сокращения числа цифр приводится максимальный по всем винчестерам результат.

Ожидаемо самый горячий элемент — процессор платформы. Напомним, что на нем установлен только небольшой радиатор, а выделенного вентилятора нет. Впрочем, температуры на уровне 50-60 градусов для современных микросхем не являются чем-то нештатным. Что касается винчестеров, то их максимальная температура во время тестов не превышала 45 градусов, что также является допустимым. Тем более, что использовался режим Smart Fan и по факту скорости вентиляторов оставались все время на самом низком уровне.

Заключение

Предлагаемые на локальном рынке сетевые накопители QNAP D2 Pro и D4 Pro позиционируются для требовательных домашних пользователей и в сегмент SOHO/SMB. Они получили быструю для своего класса платформу x86 с возможностью расширения объема оперативной памяти, двумя сетевыми портами, портами USB 3.0, слотом для карт памяти SD и выходом HDMI. Кроме того, в них реализована интересная, хотя и имеющая ограниченные варианты применения, функция USB QuickAccess.

По возможностям программного обеспечения данные решения являются одними из наиболее привлекательных. Напомним, что обычно прошивки одного производителя являются общими для всех его моделей с незначительными вариациями. Данные продукты могут быть эффективно использованы не только для хранения и сетевого доступа к файлам, но и для резервного копирования, синхронизации, облачного доступа, веб- и медиасервисов, а также в десятках других задач. Причем все это доступно и неподготовленному пользователю, что также немаловажно.

С точки зрения производительности модели показывают характерные для платформы результаты, обеспечивая максимальную утилизацию гигабитного сетевого соединения, что является наиболее распространенным вариантом для домашних и офисных сетей малых масштабов.

Еще одной привлекательной характеристикой устройств является их стоимость — близкие по техническим характеристикам модели конкурентов заметно дороже. Так что выбранный локальным представительством компании путь на выпуск специальных моделей для нашего рынка стоит признать очень удачным.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор сетевых накопителей QNAP D2 Pro и D4 Pro:

Наш видеообзор сетевых накопителей QNAP D2 Pro и D4 Pro можно также посмотреть на iXBT.Video

Справочник по ценам

16 февраля 2018 Г.