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フラッシュ・メモリを使用したSSDでパフォーマンス向上と
コスト削減
フラッシュ・メモリを使用したSSDでパフォーマンス向上とコスト削減

ストレージのパフォーマンスと経済性を、すばやく、簡単に、桁違いの水準で向上させたいと思いませんか。フラッシュ・メモリを使用したSSDについて詳しく説明しましょう。

ムーアの法則は現在も有効です。プロセッサの高密度化、高速化、価格低下は続いており、マルチコア時代でそのメリットはさらに大きくなっています。それならば、アプリケーションのパフォーマンス向上は、なぜそれほど難しく、また、コストがかかるものなのでしょうか。

それは、パフォーマンスのボトルネックが処理能力ではなく、I/Oであるからです。最近のデータ量の多いアプリケーションでは、CPUの速度よりも、シーク時間や回転待ち時間、IOPS(1秒間に可能なI/O操作)の方が、アプリケーションのパフォーマンスの適切な判断基準になっています。

フラッシュ・メモリ技術、高パフォーマンス、省電力、消去と再書き込みが可能なメモリ・オプションによって、I/Oのボトルネックを手頃な価格で解消できます。フラッシュ・メモリを使用したソリッド・ステート・ドライブ(SSD)のパフォーマンスは、従来のハード・ディスク・ドライブ(HDD)よりもはるかに優れています。また、コストもダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)よりはるかに低くなっています。したがって、フラッシュ・メモリを使用したSSDは、価格性能比の点から、これらの技術の間にぴたりとあてはまります。

このような理由から、フラッシュ・メモリ技術は、企業のデータセンターでその役割が急速に拡大しています。そして、サンはフラッシュ・メモリを使用した製品の開発において先導的な役割を担っています。

事実、サンは、Sun BladeシステムSun x64システムSun CoolThreadsサーバなど、システム全体のポートフォリオにフラッシュ・メモリ技術を組み込む、最初の主要なシステム・ベンダーになっています。また、フラッシュ・メモリによる革新を促進するため、世界初の企業向け品質で、オープンスタンダードのフラッシュ・メモリ設計である、サンの新しいフラッシュ・メモリ・モジュールを、開発者やOpenSolarisストレージ・コミュニティが使用できます。

もっとも、フラッシュ・メモリには、ITアーキテクチャ、特にストレージ環境において非常に飛躍的な進歩をもたらすことのできる機能もあります。以下はその一例です。

トランザクション処理の高速化:
高水準の書き込みバイアスのフラッシュ・メモリ(書き込み操作用に最適化したフラッシュ・メモリ)を使用した場合、フラッシュ・メモリは、データ量の多いトランザクション処理のアプリケーションではごく一般的な、同時のリクエストに対して非常に高速に応答できます。フラッシュ・メモリは、これらの操作のバッファとしても使用できます。

キャッシュとしてのフラッシュ・メモリ:
フラッシュ・メモリは、より高価なDRAMの代わりとして、レベル3またはレベル4のキャッシュとして使用及び管理できます。フラッシュ・メモリは、効率良く非常に大きな2次キャッシュを構成できます。そのため、メイン・メモリのキャッシュから何らかのデータが退避される場合、そのデータは読み込みバイアスのフラッシュ・メモリのキャッシュに送られ、はるかに大きなワーキング・セットを確保できます。

さらに、サンの技術と組み合わせれば、フラッシュ・メモリを使用したSSDによって、パフォーマンスの向上、電力消費の低下、総コストの低下をもたらすストレージ環境を構築するための新たなアプローチを提供できます。また、サン独自の「ハイブリッド・ストレージ・プール(Hybrid Storage Pool)」のコンセプトほどぴったりな事例はありません。

ハイブリッド・ストレージ・プールとは?

ハイブリッド・ストレージ・プール は、データを最も効率良く使用できる場所に配置する、ストレージ・インフラストラクチャを構築するための新しいアプローチです。ハイブリッド・ストレージ・プール では、フラッシュ・メモリを使用したSSDを新たなストレージ階層として用います。この階層は、15K RPMのHDDのような従来の回転型のメディアと、DRAMのような非常に高速だがより高価であるメモリとの間に配置されます。

多くの場合、フラッシュ・メモリを使用したデバイスを古いコンポーネントと交換するのではなく、フラッシュ・メモリを使用したSSDによって既存の環境が強化されます。例えば、少数のフラッシュ・メモリを使用したSSDを、データのキャッシングのためにストレージ・プールに統合できます。その結果、最もI/Oが集中する負荷に対して大幅にパフォーマンスが向上します。

同時に、これらのフラッシュ・メモリを使用したSSDはDRAMと比べて価格がかなり安く、密度は高いので、フラッシュ・メモリを使用したSSD、従来のHDD、DRAMを使用したデバイスを組み合わせることで、インフラストラクチャの総コストを削減しつつ、ストレージ・インフラストラクチャ全体で、アプリケーションが非常に高速になります。また、SSDでは電力消費が大幅に削減され、回転型のディスクに比べて最大80%少なくなります。

その他のサンの革新的技術も重要な役割を果たしています。例えば、Solaris ZFSファイル・システムによって、フラッシュ・メモリを使用したSSDのコストにおけるメリットとパフォーマンスにおけるメリットがフルに活かされ、アプリケーションやファイル・システムのパフォーマンスが高まります。

「Solaris ZFSファイル・システムで稼働しているストレージ・システムにフラッシュ・メモリを使用したSSDを増設すれば、何もしなくてもシステムは速くなるでしょう。かつてない価格性能比で、ストレージ・インフラストラクチャの総電力消費量が削減され、全体の信頼性が高くなります。しかも負担は一切ありません。」

と、サンのシステム担当エグゼクティブ・バイスプレジデント、John Fowler(ジョン・ファウラー)は話しています。

Solaris ZFSでは、ユーザが意識することなくSSD上にデータがキャッシュされ、アプリケーションを修正する必要性も解消されます。また、高度でないファイル・システムとは異なり、ZFSでは様々なメディア・タイプを認識して、システムのスループットが最大になるように各タイプの処理方法が最適化されます。さらにファウラーはZFSの優位点についてこう語ります。

「ZFSの優れている点は、データの配置が自動的に行われることです。他のファイル・システムの場合は、どのディスクをどこにマウントするのかを手作業で管理し、また、それらを様々な場所に移動させる必要があります。自動的に、使用頻度の高いデータは高速なSSDに配置され、使用頻度の高くないデータは、低速で価格の安いHDDに配置されます。」

特定の製品に組み込まれている追加機能によって、フラッシュ・メモリを使用したSSDのメリットはさらに大きくなります。例えば、ユニファイド・ストレージ・システムのSun Storage 7000シリーズには、電力損失の際に書き込みキャッシュを保護する機能が組み込まれ、信頼性を高めています。また、これらのシステムでは、DTrace Analyticsソフトウェアも利用できます。管理者は、このソフトウェアですばやく問題を発見及び切り離しできます。また、ストレージのパフォーマンスや稼働率を最適化できます。全ての作業は、システムを本番稼働させたまま行うことができます。

ハイブリッド・ストレージ・プール によって、フラッシュ・メモリを使用したSSDのパフォーマンスと電力消費のメリットが、高容量HDDのコストにおけるメリットと融合されます。また、ZFSファイル・システムをフル活用することで、従来のストレージ・インフラストラクチャのトレードオフが解消されます。

ハイブリッド・ストレージ・プールは、最も要求の厳しい、I/Oが集中するストレージ環境のための優れた選択肢です。しかしながら、幅広いシナリオで、より一般的なビジネス上の問題点に対応することもできます。いくつかの事例を紹介しましょう。

データセンターを拡張せずにビジネスを拡大
多くの企業では、ネットワークを利用したサービスの必要性が急増していることが理由なのか、データセンターの統合が原因であるかどうかに関係なく、単純に、自社のデータセンターのスペースがなくなってきています。ハイブリッド・ストレージ・プールは、非常に少ない物理ディスク・ドライブで、サービス・レベル契約に対応できます。多くの場合、データセンターのスペース、電力消費、冷房における必要条件を大きく増やさずにビジネスのサービスの量と質を向上させ続けることができます。

ストレージ・インフラストラクチャの総所有コストを削減
ハイブリッド・ストレージ・プールの基盤としてSun Storage 7000シリーズを使用することで、様々な方法でTCOを削減できます。高価で電力消費の多い15K RPMのドライブを使用せずに、同等のパフォーマンスと、それ以上のスループットを実現できます。また、従来のインフラストラクチャで必要とされる物理スペースの何分の1かで、同じストレージ容量が得られます。さらに、他の独自システムと比較して、多額のライセンス料を節約できます。

例えば、サービス・レベル契約を満たすために350 GBのワーキング・セットのアプリケーション環境で30,000 IOPSが必要な場合、15K RPMのHDDが100台必要になります。ドライブが300GB、電力消費が17.5ワット、1台あたり750ドル(約75,000円)のコストである場合、この従来の環境では、必要なIOPSを実現するために、30TBの容量、75,000ドル(約750万円)の購入コスト、1.75kWhの電力消費が必要です。

ハイブリッド・ストレージ・プール を使用すれば、6台の64 GB SSD(単価1,000ドル)で、必要とされる30,000 IOPSが実現され、350GBのワーキング・セットを確保できます。低コストで高容量のドライブは、残りのデータの保管に使用できます。1TB 7200 RPMのドライブを30台、単価689ドル(約7万円)(合計20,670ドル、約207万円)、電力消費13ワットで、コスト効率の良いHDDストレージを提供できます。節約の結果はめざましく、購入代金の64%、電力消費の77%が節約されます。

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