NAS 的全名為網(wǎng)絡(luò)儲存服務(wù)器（Network Attached Storage），是一臺可以放在家中或辦公室的私人儲存設(shè)備，而NAS的用途是什么呢？簡單來說就是一臺透過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)分享檔案、集中管理檔案，擁有服務(wù)器服務(wù)的『智能型儲存裝置』。NAS 系統(tǒng)具有彈性而且可以橫向擴(kuò)充，這代表當(dāng)需要更多儲存裝置時(shí)，可以繼續(xù)添加到原有裝置上。NAS 就像辦公室里的私人云端，它的速度比較快、成本比較低，而且可在內(nèi)部提供公用云端的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)完全可由自己掌控。

近年來，由于科技的日新月異，使用者對NAS的需求不再單純當(dāng)作文件服務(wù)器的角色，而是讓NAS擔(dān)任更多的角色，例如多媒體服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及Virtualization Station （虛擬機(jī)工作站）。也因此NAS上所使用的組件的規(guī)格也越來越高規(guī)格，從過往使用ARM CPU或是Intel Atom CPU即足以應(yīng)付，演進(jìn)到目前的Intel Core i7、Intel XEON、AMD Ryzen CPU，系統(tǒng)內(nèi)存也從早期的512MB、1GB演進(jìn)到近期的16GB、32GB，大大提升了NAS的運(yùn)算能力。但是NAS使用的儲存媒介，卻因?yàn)榇笮偷娜萘啃枨螅饕€是使用傳統(tǒng)的機(jī)械式硬盤 （HDD），這也限制了NAS在需要檔案存取時(shí)的效能緩慢，例如于NAS上運(yùn)行需要大量I/O應(yīng)用的話（如數(shù)據(jù)庫），硬盤緩慢的隨機(jī)讀寫速度會影響效能，使應(yīng)用程序響應(yīng)速度大大降低，或是于NAS上運(yùn)行Virtualization Station時(shí)，透過硬盤組成的磁盤區(qū)往往會令虛擬機(jī)反應(yīng)緩慢，讓使用者覺得效率不佳。

因此NAS系統(tǒng)制造商開始在新的NAS型號上加裝固態(tài)硬盤（SSD, Solid State Disk），利用SSD讀寫速度快以及隨機(jī)存取效能比傳統(tǒng)硬盤快上百倍的特性，讓較常存取的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)暫存在SSD中，縮短數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)硬盤 （HDD）中取出的等待時(shí)間。

目前SSD快取在網(wǎng)絡(luò)儲存服務(wù)器NAS上的應(yīng)用，主要分為兩個(gè)大方向：

• 讀取快取 （Read only cache）
• 讀取 + 寫入快取 （ Read and Write cache）

接下來為各位介紹這兩種SSD快取模式的功能與特點(diǎn)。

1. 讀取快取 （Read only cache）

NAS系統(tǒng)會將最常使用的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)復(fù)制一份，儲存到SSD中，所以當(dāng)使用者需要這些常用的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)，NAS系統(tǒng)就能從SSD中優(yōu)先讀取數(shù)據(jù)，提供較佳的反應(yīng)速度及傳輸效能。

將SSD當(dāng)作NAS上的讀取快取? （Read only cache） 時(shí)，由于快取是只讀（Read only）模式的關(guān)系，無法編輯修改所有從HDD復(fù)制到SSD上的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，因此就算當(dāng)作讀取快取的SSD損毀，也不會對儲存于HDD中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)有所影響，所以可以使用單顆SSD或是RAID 0的SSD數(shù)組當(dāng)作讀取快取的載具。

對于不須頻繁修改的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，可以利用讀取快取機(jī)制，加速提升反應(yīng)速度及傳輸效能。反之，如果數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)需要頻繁修改編輯的話，在效能提升上的幫助趨近于0。

2. 讀取 + 寫入快取 （ Read and Write cache）

讀取 + 寫入快取? （ Read and Write cache）于NAS上的應(yīng)用可分為兩種形式。

• 第一種是直接寫入? （Write-through） 式SSD快?。簲?shù)據(jù)數(shù)據(jù)會同時(shí)寫入SSD快取及主要儲存區(qū)HDD，SSD快取可以提供高速的數(shù)據(jù)傳輸跟數(shù)據(jù)檢索，而主要儲存區(qū)HDD可以保護(hù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不會因SSD的故障而產(chǎn)生損失，也因此直接寫入式SSD快取也可以僅使用單顆SSD或是RAID 0的SSD數(shù)組來當(dāng)作快取，只不過會增加寫入的延遲及寫入的時(shí)間。

• 第二種是回寫? （Write-back） 式SSD快?。簲?shù)據(jù)數(shù)據(jù)會先寫入到SSD快取中，等待寫入完成后，再將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫回主要儲存區(qū)的HDD磁盤陣列中。這個(gè)方式比起直接寫入? （Write-through）的寫入延遲要來的更低，但是如果在數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)尚未寫入回主要儲存區(qū)HDD之前SSD出現(xiàn)故障，尚未寫入的數(shù)據(jù)就會有遺失的風(fēng)險(xiǎn)存在，所以回寫式SSD快取的典型配置會以RAID 1 或是RAID 5 SSD 磁盤陣當(dāng)作快取，以避免數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)丟失的問題。

行文至此，本文作為SSD快取應(yīng)用的第一篇，介紹了SSD快取在網(wǎng)絡(luò)儲存服務(wù)器NAS上的應(yīng)用方式，也提到了SSD快取應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)儲存服務(wù)器NAS上可以有效地提升數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸效能及反應(yīng)速度，關(guān)于相關(guān)的測試數(shù)據(jù)，我們會在下一篇NAS新型態(tài)應(yīng)用：加裝SSD快取真的「利大于弊」嗎？（二）的文章中，以實(shí)際測試的數(shù)據(jù)來客觀分析SSD快取在網(wǎng)絡(luò)儲存服務(wù)器NAS上能帶來的好處與壞處有哪些。

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