SSD vs HDD

¿SSD vs HDD? Combina lo mejor de ambos mundos gracias al almacenamiento híbrido con caché dinámico

SSD vs HDD parece un debate interminable que no acaba nunca.

Pero… ¿Por qué elegir entre un disco SSD o uno HDD si puedes tener lo mejor de ambos mundos?

Imagina por un momento tener un RAID de teras con la velocidad de un SSD combinado las ventajas de precio de un HDD gracias al cache ZFS.

¿No te parecería fantástico? Estoy seguro que si.

Por eso en esta entrada voy a contarte las diferencias entre los discos SSD vs HDD, al mismo tiempo que te explico cómo puedes combinar ambos, empleando una solución de almacenamiento híbrido con caché dinámico.

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Vamos allá.

Tipos de discos para el mercado empresarial actual

Los discos duros o HDD, son dispositivos de almacenamiento de datos mediante un sistema de grabación magnética en una serie de discos rígidos.

Según su interfaz, podemos dividirlos en:

  • SATA: Es el sucesor del Parallel ATA y actualmente, en su versión 3, permite transferencias de hasta 600MB/s.

Un disco duro SATA actual, tiene la ventaja de una gran capacidad a un coste muy reducido, pero su velocidad no es su mejor virtud, puede alcanzar velocidades de lectura de 80Mb/s y de hasta 60Mb/s de escritura con una latencia de unos 13 ms.

  • SAS (Serial Attached SCSI): Es el sucesor del SCSI y actualmente permite transferencias de hasta 1200MB/s, manteniendo la compatibilidad con discos SATA.

Los discos duros SAS, pueden funcionar hasta a 15.000 rpm, con lo que, comparándolos con los discos duros SATA, reducen la latencia a más de la mitad y pueden duplicar o triplicar la velocidad de transferencia.

Son más fiables y rápidos que los SATA, pero suelen priorizar la velocidad sobre el almacenamiento y el coste por gigabyte puede llegar a ser cuatro veces mayor.

Los discos SSD (Solid State Drive), en español “unidad de estado sólido”, está formado por memoria no volátil, casi todos los fabricantes utilizan memorias NAND Flash y pueden utilizar varias interfaces, PCI-E, SATA mSATA, M.2, SAS, etc..

Al no constar de partes mecánicas, nos ofrecen las siguientes ventajas:

  • La latencia es casi inapreciable, siendo cientos de veces más rápido que los discos tradicionales.
  • Gran velocidad de escritura y escritura, incluso pudiendo llegar a diez veces más que los discos mecánicos.
  • Mejoran el tiempo medio entre fallos.
  • Consumen y se calientan menos.

Pero tienen un gran inconveniente, su coste por gigabyte y su reducida capacidad.

¿Que tipo de disco escoger para nuestro NAS?

Seguramente estarás pensando que los discos duros SATA o SAS de gran capacidad es la mejor opción, ya que lo que necesitamos es albergar gran cantidad de información y copias de seguridad.

Y así es, sin embargo, no puedes olvidarte de la optimización y de la productividad.

Para lo cual es necesario eliminar los dos cuellos de botella de un NAS, la velocidad de los discos y su ancho de banda, para solucionar este último, deberemos optar por utilizar Link Aggregation  o tarjetas de fibra a 10G en nuestro NAS.

Por ello, si contamos con un NAS con la capacidad para añadir varios discos y que sea compatible con ZFS, podremos combinar discos HDD por sus ventajas de precio y capacidad y discos SSD con su ventaja de velocidad.

Entre las muchas características interesantes del sistema ZFS, se encuentra su modo de almacenamiento híbrido, lo cual nos permitirá disponer de una gran capacidad a una gran velocidad.

Sigue leyendo y entenderás su funcionamiento.

¿Que significa Hybrid Storoge Pool o Almacenamiento Híbrido de ZFS?

En ZFS, todos los discos o dispositivos virtuales (udev), participan en una agrupación de almacenamiento, también llamada “piscina” o “pool”.

Sobre dichas piscinas, se crean los diferentes “dataset” o “sistemas de ficheros ligeros”, reservando el espacio de cada uno a voluntad.

Por lo tanto, podemos agregar nuestros discos a la piscina según nuestras necesidades.

Lo lógico, sería añadir los HDD de alta capacidad escogiendo el tipo de RAID o las combinaciones que deseemos, usando para ello el RAID hibrido.

Por ejemplo en el caso de tener 4 discos:

  • Crear un RAIDz2, que es un modo de RAID basado doble paridad, similar al RAID6, pero sin el defecto de «agujero de escritura» (write-hole) que sufren estos últimos.
  • Crear dos RAID 1 o espejos

En ambos casos, la capacidad total será la misma, pero yo siempre recomiendo la segunda por su facilidad de ampliación y su mejor rendimiento.

Asimismo te recomiendo añadir un tercer disco en modo “spare” para que en caso de un fallo en alguno de los discos, se auto sustituya mientras nos da tiempo a reemplazarlo.

Ahora que ya tenemos la capacidad, agregando discos SSD a la piscina, vamos a aumentar radicalmente el rendimiento.

¿Cómo funciona el caché dinámico en un sistema ZFS?

El sistema ZFS, utiliza tres tipos de caché:

  • Caché ARC (Adaptive Replacement Cache) o caché de primer nivel: Se compone de la RAM del sistema y es el primer destino para todos los datos escritos en una agrupación ZFS.

La RAM tiene una latencia extremadamente rápida (típicamente en nanosegundos), pero su coste por gigabyte es muy elevado.

  • Caché L2ARC o caché de segundo nivel de lectura: Se utiliza cuando se llena todo el espacio en el ARC.

El L2ARC suele ser mayor que la ARC, por lo que puede almacenar en caché conjuntos de datos mucho más grandes manteniendo una latencia muy baja.

  • Caché ZIL o caché de segundo nivel de escritura: se utiliza para almacenar el “zfs intent log” que acelerará las escrituras de tipo sincrono, estando protegidos en caso de un apagón repentino.

Como caché L2ARC o ZIL, podemos utilizar:

  • NVRAM: Una unidad de memoria DRAM respaldada por batería. EL sistema más caro, rápido y fiable de esta lista.
  • Unidades SAS de 15k: Dos o tres veces más rápidos que SATA. El sistema más lento y menos fiable de esta lista, pero también el más barato.
  • SSD: Unidades basadas en memoria flash NAND. Buena relación velocidad/precio.

Consideraciones a tener en cuenta al usar un sistema Almacenamiento Híbrido

El incremento del rendimiento se notara tras varias horas de funcionamiento con la estructura montada, ya que el sistema L2ARC/ZiL, irá almacenando en caché, los datos que mayor acceso tengan.


Si pretendemos utilizar SSD como caché ZIL, es necesario utilizar dos discos en espejo, ya que si sólo usáramos uno, en caso de estropearse, dejará de funcionar. En cambio, en el caso del caché L2ARC, no tiene sentido usarlos en modo espejo ya que en caso de error, lo buscará en los discos sin perder la integridad y conseguiremos más rendimiento en RAID 0.

En nuestras pruebas, hemos concluido que la mejor forma de usar dos discos SSD, es en combinación de RAID 0 para ZIL y RAID 1 para L2ARC.

De esta forma, hemos conseguido muy buenos resultados utilizando un par de discos SSD, como ZIL y L2ARC a la vez, utilizando dos particiones en cada disco y creando RAID 1 para ZIL y RAID 0 para L2ARC.

En el caso de necesitar una escritura síncrona, como en algunos casos de compartición por NFS o iSCSI, es casi obligado el uso del caché ZIL.

Para el uso de algunas bondades del ZFS, como por ejemplo, la deduplicación, de la que prometo hablar en otro artículo, es necesario ingentes cantidades de memoria o el uso del caché.

Pon un caché ZFS en tu vida y olvidate del debate SSD vs HDD

Los discos en estado sólido, proporcionan una velocidad de acceso increíble en comparación con los discos duros. De hecho podemos multiplicar los IOPS de 5 a 40 veces, pero su coste por gigabyte, lo descarta como almacenamiento masivo principal.

Sin embargo gracias al Almacenamiento Híbrido ZFS, puedes usar unidades de estado sólido como un nivel intermedio entre la memoria RAM y los discos duros.

De manera que dispondrás de un “piscina” de gran capacidad y tolerancia a fallos y una velocidad sorprendente.

Creo que ahora comprendes mejor el gran potencial que ofrece esta solución, al permitir almacenar grandes volúmenes de datos a un coste asequible, al mismo tiempo que accedes a una velocidad de crucero envidiable para tus sistemas.

Si tienes alguna duda sobre como configurar tu servidor NAS para aprovecharte de las ventajas de un almacenamiento híbrido ponte en contacto con nosotros.

Estaremos encantados de resolver tus preguntas.

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