群晖NAS+东芝N300 4T双硬盘Basic、RAID0、RAID1三模式组盘实测

前言

　　作为一名数码爱好者，没有一台NAS是不可想象的。早在8年前，笔者就购买了群晖的DS213+，一直使用至今，不是吹的，群晖的质量还真是可以，没出过一次问题。只是当初觉得很难撑满的两块2T硬盘，在如今一部4K高清电影就要几十G的现状下，已到了捉襟见肘的地步。最近下载新片只能删掉一些旧片，再不升级硬盘自己也觉得麻烦啦。

　　说到买硬盘，尤其是机械式硬盘，不得不说一下PMR（垂直式）和SMR（叠瓦式）了。实际上，SMR并不是与PMR相对应的概念，与PMR相对应的LMR，属于早期的磁盘记录方式。LMR是水平磁记录方式，PMR是垂直磁记录方式。PMR的出现，将磁盘记录密度得到了很大提升。

　　随着PMR技术的发展，出现了SMR技术，从记录方式上看，SMR还是属于垂直记录，为了区别SMR和非SMR磁盘，将原先的传统垂直记录方式称为CMR。下图是CMR方式的磁道图，绿色区域为磁头读取数据宽度，写入操作区为灰色，明显大于绿色区域，这是目前磁盘写操作方式决定的，为了保证数据的稳定性，写入磁头要比读取磁头大不少。为了降低磁道间的干扰，两条磁道间还有一定的间距。

　　传统PMR（CMR）方式的磁道密度受到磁头写操作区大小的影响，空间利用率存在一定的限制，为了提高单盘磁密度，生产出更大容量的硬盘，出现了SMR记录方式，SMR全称Shingled Magnetic Recording，它是将磁道像瓦片一样堆叠起来，从而达到提高磁盘密度的目的，由于磁道瓦片式堆叠的这种形象比喻，SMR硬盘也称为叠瓦式硬盘。如下图所示，SMR不仅取消了磁道间的间距，更是将磁道叠到一起了。你说这样做写操作不会影响吗？当然会有影响。

　　解决方案就是，先行把旁边会被覆盖掉的磁道数据读取出来，保存到高速缓存或者是写入到缓冲区中，然后在完成对数据的修改之后重新把“备份”写回到原来的位置上去。而写“备份”操作前又要看旁边磁道会不会受到影响，如有，就再重复上面的操作。因此，叠瓦盘的缓存一般都比较大，至少256M以上。在新盘上可能看不出性能差距，随着时间的推移，磁盘数据越来越多时，性能将直线下降。那叠瓦盘有存在的意义么？优势首先是提升了盘片密度，硬盘成本应该有所下降；其次是可以做出更高容量的硬盘。如果写入操作不是很频繁的，例如作为冷备份使用，叠瓦盘还是比较适用的。

　　而如果在读写比较频繁的环境使用，这种叠瓦盘还是要慎重购买了。目前市场上很多4T以上硬盘基本都是叠瓦盘，而东芝目前看还在使用CMR技术，对于硬盘性能有要求朋友可以考虑一下这个牌子。这次正好赶上升级硬盘，入手了2块东芝的N300 NAS专用硬盘，将使用心得整理了一下，与大家分享。

外观展示

　　东芝的这款硬盘，包装上明显看得出来NAS的痕迹，黑色的背景就是一堆硬盘机架。主要参数也写得很明白：容量4TB、7200转、128M缓存。正面还贴有防伪标签，可扫码鉴别。

　　包装的背面则有东芝几款台式机硬盘种类的参数说明。

　　可以看得出，N300属于东芝内置硬盘里的高端产品，支持7*24小时无间断运行，质保期也相应比其他产品延长至3年，足以见东芝对此款硬盘的信心。

　　包装盒大小与词典相近。

　　内部使用防震充气袋包裹，另附安装指南及质保说明。

　　来看一下硬盘，不论是整体做工还是电路板设计都感觉比较到位。

　　这款N300具体型号为HDWQ140UZSVA，产地菲律宾。

单盘性能测试

　　新硬盘到手，总要先看看基本信息，这是支持的功能，TRIM前没有勾，说明不是叠瓦盘。另外前面忘说了，叠瓦盘由于其技术特性，是不支持文件恢复操作的。如果你误删除了文件，基本没有恢复的可能。

　　用HD Tune查一下硬盘健康信息，一切ok，不错。

　　再来具体测试一下。测试环境如下：

　　HD Tune Pro基准测试最小传输速度为92.8MB/s，最大209.2MB/s。

　　寻道时间12ms，正常。

　　CrystalDiskMark结果测试基本一致，顺序读写均超过了200MB/s。4K读写依旧是机械式硬盘的软肋，所以想要速度，固态硬盘才是王道。至于这种机械式硬盘，目前只在容量和单GB价格上占优势了。

　　用Fastcopy测试一下大文件读取和写入速度，挺稳，差不多达到200M/s。

NAS实战

1.安装过程

　　我的NAS是群晖的DS213+，购于2012年10月，你说咋记得这么清楚？我也是看了一下文件系统里的文件日期才知道的，哈哈哈。。。看到我的文件目录，大概也就知道我这个NAS是用来干啥的了。文件备份、音乐、视频、照片加家庭网站应用。

　　即将登场的两块新硬盘，和我的古董NAS。这台NAS我将它放在了客厅电视柜上，作为家庭媒体影音中心和数据中心。

　　DS213+是两盘位NAS，在当时家用NAS市场上性能还是排在前列的。DS213+使用Freescale飞思卡尔双核处理器，主频为1.067GHz。配备512MBDDR3内存，可拆卸式双硬盘位设计，系统休眠模式功耗仅2.64瓦。

　　原本使用的两块2T硬盘，由于只是作为备份使用，重要资料台式机还有一份，加上电影、音乐文件也不是什么重要资料，所以并没有组建RAID1镜像备份系统；还有，对读取和写入速度要求也没有那么高，组建RAID0提升性能也没有强烈需求，组盘就用了群晖的SHR模式。而且也没将两块硬盘的空间组在一起，后来也懒得重做了，还不如用Basic模式。

　　这两块西数监控盘，在这8年里也算坚挺，素质不错，由于是5400转速，所以温控做得还行，室温16摄氏度时盘体待机温度在22摄氏度左右。

　　由于之前的组盘没有采用RAID模式，所以这次扩容操作也比较简单，只需依次换上新盘，将旧盘上的数据复制到新盘即可。先将2号盘取下，将新盘装上，新增存储池，先来试试Basic模式，下面我们再对RAID0和RAID1做进一步测试。确认后，如果执行的是全盘检查则要等比较长的时间进行数据校验，4T的话十几个小时应该是需要的吧，对硬盘比较放心的话可以不用检验。

　　再到存储空间里，新增存储空间即可。

　　然后就是文件复制到新盘了，由于NAS性能有限，即使内部复制，速度也有限，1.7T需用时9小时，不过现在还不是急着复制文件的时候，让我们先来把几种组盘模式都用一用。

　　说明一下，群晖的NAS支持多种组盘方式，有SHR(Synology Hybrid RAID)，Basic、RAID0、RAID1、RAID5和Jbod。对于RAID0、RAID1、RAID5，大家估计都比较熟悉，其他几种不是太了解，下面分别做个简单介绍：

　　1.RAID0模式，就是把多个硬盘合并成1个逻辑盘使用，一份文件可以分为几部分，同时向不同的硬盘写入或读取，从而提高传输速度，但如果有一块硬盘损坏，则全部数据将会丢失，属于安全性最差的一种组盘模式。但由于不损失硬盘空间，还可提升传输速度，也是追求性价比的一种方式。

　　2.RAID1模式，就是同时对2个硬盘读写，其中一块作为另一块的镜像盘，两块硬盘数据完全一样。往其中一块硬盘存的文件，会自动复制到另一块硬盘。只要不是两块硬盘同时损坏，数据都可以得到恢复。这种组盘模式，安全性是得到了保障，但硬盘空间取决于组盘中容量最小的那块硬盘。

　　3.RAID5模式，RAID0和RAID1的折中方案，RAID5具有和RAID0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID5的磁盘空间利用率要比RAID1高，存储成本相对较低，是目前运用较多的一种解决方案。此模式需3块以上硬盘组合，对于2盘位的NAS不适用。

　　4.SHR模式，群晖的特有模式，在只有一块硬盘的情况下，相当于BASIC模式。两块盘相当于RAID1模式，三块或三块以上硬盘就是RAID5模式。其实就是让群晖帮你做选择了，但如果想要“我的硬盘我做主”，就别选这个模式啦。

　　5.Basic模式，顾名思义就是基础模式，每块硬盘相互独立。Basic模式支持升级RAID1或者RAID5，比如现有一块盘为Basic模式，增加硬盘后，新硬盘可以和旧硬盘组成一个RAID1模式，如果再多加一块硬盘，还可以升级为RAID5模式。

　　6.Jbod模式，就是把所有硬盘绑定成一个大硬盘，管理简单方便。但问题是如果其中有一块硬盘损坏，则数据全部损失。这种既不能保护数据安全，也未提升读写性能的模式，不推荐使用。

　　结合我的NAS，SHR、RAID5、Jbod模式都被Pass，下面分别用Basic、RAID0和RAID1模式进行组盘测试，看一下他们之间的性能究竟有多大区别。

2.Basic模式测试

　　首先是Basic模式，一块硬盘就是3.63TB，空间可以得到最大化利用。试着复制一个5.6G的影片到上面，速度很稳定，在70-80MB/s之间。速度不快？虽然DS213+标称硬盘传输速度可以达到100M以上，但毕竟是理论速度，在家庭环境受布线和网络的影响还是较大的，所以这个速度我也能接受啦。

　　而之前的硬盘，也可能是比较旧了的原因，速度波动较大，在50-75MB/s之间。

　　综合文件拷贝测试，使用8.2G共4942个大大小小的文件，进行读写测试，数据如下。原来的旧硬盘，有点难看，写入用时6分14秒，读取用时3分10秒。

　　N300的写入稍快一点，用时5分59秒，读取用时明显快了不少，只用时2分35秒。可以看得出新硬盘在性能上稍胜一筹，特别是读取速度，比旧硬盘快了20%。

3.RAID0模式测试

　　对于有RAID0需求的用户，想知道RAID0性能如何，这次趁硬盘新鲜，也顺便看一下。RAID0 模式下，两块硬盘总容量7.27TB，获得最大容量。

　　同样使用上面的文件进行拷贝读写测试。写入速度确实快了点，用时5分48秒，比Basic模式快11秒；读取用时变化不大，只用时2分33秒，比Basic模式快2秒。数据验证了这台NAS确实是软RAID，速度提升效果不是太明显，这样的话，还是用Basic模式保险些，至少安全性上好点，不至于一块硬盘出问题全部玩完。

4.RAID1模式测试

　　最后是RAID1模式，毕竟也有朋友对安全性要求比较高。RAID1用两块硬盘作双备份，其中一块硬盘损坏不影响数据，如果有重要数据，还是强烈建议组建RAID1使用的，缺点就是两块硬盘只能得到一块硬盘的容量。

　　同样使用刚才的文件进行拷贝读写测试。这回读写都明显慢了下来，写入用时7分06秒，比Basic模式慢1分07秒；读取用时3分14秒，比Basic模式慢39秒。这个效率，我是不会这样用的啦。

　　组盘建议：用最简单的Basic模式，对硬盘进行分类，不重要的数据放在某块硬盘上，重要的数据放在另一块硬盘上，再装上Hyper Backup套件，定时将重要数据备份到另一块硬盘。这样，重要数据分两块硬盘存放，这样，只要两块硬盘不同时出问题，就有一份原始数据或一份备份数据可以使用，这样操作可以取得效率、容量和安全的平衡。

5.温度及噪音情况

　　N300硬盘由于转速是7200转，温度相应比5400转硬盘要高一些，室温16摄氏度的情况下，正常待机在30摄氏度左右，读写频繁时最高可达33摄氏度。

　　作为家用NAS，硬盘噪音也是一个不可忽略的因素。在待机状态下，近距离靠着NAS，测得噪音值为45分贝，发现主要噪音源来自盘体与NAS外壳的共振，如果稍微扶着点NAS或倾斜一点NAS则低频共振情况会好得多，噪音至少降低1分贝。

　　然而这都不是事，最大的噪音是在硬盘读写工作时，磁头的“咯吱咯吱”声，装载N300硬盘的NAS如果放在身边使用的话，还是会有比较大的影响的，建议根据自身的NAS隔音情况做适当取舍。

6.我的NAS应用

　　顺便说说我的NAS应用，这是家庭内部交流网站，基于WordPress套件。使用3322.org免费动态域名指向NAS服务端，给亲戚朋友建立账号，用于灌水交流，有聚会照片或好的资源，也及时分享给大家。

　　Download Station套件，下载文件用。种子传上去就不用管啦，尤其省事。在手机端也可以直接操作，这样，晚上回家就可以观看最新的影片啦。

　　Video Station套件，视频播放管理软件，手机端安装DS video App观看。支持从在线数据库自动下载视频海报和信息，自动搜索和同步字幕，可断点续播。

　　开启SMB服务，方便PC端及电视盒子访问。斐讯N1电视盒子安装KODI，连接NAS，看4K电影，妥妥的。好了，不说了，我去看电影了。。。

总结

　　测试结果表明，东芝N300的单盘性能表现还是很强大的，传统PMR方式无叠瓦之烦恼。在对性能要求比较高的台式机上使用完全不在话下，它的7*24小时运行及高稳定特性，更适用于NAS系统，不过，由于我这台NAS目前来看配置有点落伍，使得硬盘性能无法得到最大的发挥，看来得找机会搞个更高级的玩玩了。购买建议：对读写性能和稳定性要求比较高的用户，且隔音比较好的机箱或使用环境，可避免噪音影响。