Rapberry pi 4 で構築する NAS (USB HDD UASP) の性能
Rapberry pi 4 で簡易的な NAS を構築している。
メイン PC の OS が Windows なので、 NAS で使っている HDD を Windows PC と直接接続してアクセスすることを考えて、 NTFS フォーマットの USB HDD を raspi にマウントしていた。
しかし、これだとパフォーマンスが全く出ない(ntfs-3g が重すぎる)。
次回の windows 10 アップデートで、 WSL2 の機能をつかった ext4 マウントがサポートさるようなので、 USB HDD のファイルシステムを NTFS から ext4 に変更することにした。
これによって、NTFS の時は smb 経由で 30MB/sec 程度だったのが、 ext4 では 80MB/sec 程度まで向上した。
| FS | SMB 転送速度 (MB/sec) |
|---|---|
| NTFS | 約 30MB |
| ext4 | 約 80MB |
ただ、やはりまだ windows での SATA 接続(170MB程度) と比べると、まだだいぶ遅い。
そこで、 UASP ならもう少し速くなるのではないか？ と思ったので、UASP に対応した USB HDD ケースに入れ替えて試した結果が次の表。
| protcol | local 書き込み速度 (MB/sec) |
|---|---|
| USB3.0 | 約 115MB |
| UASP | 約 119MB |
「なんということでしょう。」
UASP を利用することで、 書き込み速度が 4MB も向上した。。。
- USB3.0 対応 USB-HDD ケースのアクセス速度計測
pi4$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/usb/share/dump bs=1M count=1000 1000+0 records in 1000+0 records out 1048576000 bytes (1.0 GB, 1000 MiB) copied, 12.4745 s, 84.1 MB/s pi4$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/usb/share/dump bs=1M count=1000 1000+0 records in 1000+0 records out 1048576000 bytes (1.0 GB, 1000 MiB) copied, 9.12218 s, 115 MB/s pi4$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/usb/share/dump bs=1M count=1000 1000+0 records in 1000+0 records out 1048576000 bytes (1.0 GB, 1000 MiB) copied, 9.16875 s, 114 MB/s
- UASP 対応 USB-HDD ケースのアクセス速度計測
pi4$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/usb/share/dump bs=1M count=1000 1000+0 records in 1000+0 records out 1048576000 bytes (1.0 GB, 1000 MiB) copied, 11.6425 s, 90.1 MB/s pi4$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/usb/share/dump bs=1M count=1000 1000+0 records in 1000+0 records out 1048576000 bytes (1.0 GB, 1000 MiB) copied, 8.80392 s, 119 MB/s pi4$ sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/usb/share/dump bs=1M count=1000 1000+0 records in 1000+0 records out 1048576000 bytes (1.0 GB, 1000 MiB) copied, 8.82478 s, 119 MB/s
UASP に入れ替えた結果は、 誤差レベル のパフォーマンス改善だった。
もちろん、 UASP に入れ替え後の SMB 転送速度も誤差レベルだった。
ただ、そもそも SMB 転送速度に関しては、 80MB/sec で既に smbd の CPU 占有率が 100% を越えている状態 なので、 HDD の書き込み速度が改善されたとしても、 smb 経由のパフォーマンスはほとんど改善されないのかもしれない。
raspi は、手軽に NAS を構築できる。 その NAS は、数 GB 程度のファイルのアクセスなら、ストレスなく運用できる。
しかし、大量のファイルコピーするような場合は、 windows などの PC に HDD を SATA で接続して作業するのが得策のようだ。