フラッシュストレージ
特集 最新 1000 倍速も！ フラッシュストレージ 高速化、長寿命化の仕組み 特 集 最新フラッシュストレージ 高速化、長寿命化の仕組み フラッシュメモリーを全面搭載した 「フラッシュ ストレージ」 。新興ベンダーに加え、大手ベン ダーの製品も出そろった。HDDとは桁違いの 高速性を生かす仕組みと、寿命を延ばす仕 組みを紹介する。 （島津 忠承） フラッシュメモリーを全面的に採用 したストレージ「フラッシュストレー ジ」の新製品が昨年から相次いで登場 し て い る。 米Fusion-io、 米Violin フラッシュメモリーを 搭載したモジュール Memory、米Pure Storageといった 写真提供：日本IBM 新興ベンダーが先行していたが、米 EMC、米HP、米IBM、米NetApp、 の場合、100 ∼ 200IOPSとされる。一 析などのことだ。これらはいずれも、 米Dell、日立製作所といった大手ベン 方、フラッシュストレージの場合、ラ ランダムアクセスの高い性能が求めら ダーが次々と発売。バリエーションが ンダムアクセスのI/O性能は、ストレー れる。 広がった。 ジベンダーの公称値で10万∼ 100万 例えば仮想環境は、一般に複数の仮 IOPS以上。HDDと比較すると、数百 想マシンで1台のストレージを利用す ∼数千倍の性能が出る計算になる。 る。そのため、ストレージ内の領域を フラッシュストレージの特徴は、ラ HDDのようにディスクを回転させ 区切って仮想マシンに割り当てる。 ンダムアクセスがハードディスクドラ たりヘッドを移動させたりといった動 Pure Storageのストレージを販売する イブ（HDD）のストレージと比べて桁 作が必要ないことなどが、ランダムア 東京エレクトロンデバイスの岩田郁雄 違いに速いことだ。 クセスにおける大幅な高速化につな 氏（CN事業統括本部 CNプロダクト ストレージのI/O性能は、1秒当たり がっている。 事業部 事業部長代理）は、 「各領域の の処理I/Oリクエスト数を意味する ランダムアクセスが高速という特徴 仮想マシンがそれぞれI/O処理を要求 「IOPS」 （Input/Output Per Second） は、最近の企業情報システムで広がる するため、ランダムアクセスが多発す で表す。小さいサイズのデータに対す 用途で価値が高い。サーバー仮想化や る」と指摘する。 るランダムアクセスは、一般的なHDD デスクトップ仮想化、ビッグデータ分 ランダムアクセスの高速性能を評価 ランダムアクセスを高速化 56 NIKKEI SYSTEMS 2014.5 高速化の課題（1） コントローラーによる遅延 高速化の課題（2） モジュール内部の遅延 ➡処理をハードウエアで実行 ➡HDD前提の動作をフラッシュ前提に変更 ➡書き込み時にDRAMを活用 ➡読み書きを妨げずに無駄領域を常に解放 フラッシュモジュール フラッシュ モジュールの コントローラー ストレージ コントローラー サーバー SANスイッチ フラッシュ ストレージ装置 高速化の課題（3） ネットワークの遅延 ➡CPUの大容量バスに直結 フラッシュメモリー 長寿命化の課題 書き換え回数の制限 ➡装置全体でウエアレベリング ➡重複排除で書き込みを削減 特 集 フラッシュモジュールの例 日立製作所の 「Hitachi Accelerated Flash」 最新フラッシュストレージ 高速化、長寿命化の仕組み 1 フラッシュメモリーの高速性を生かせない三つの課題と長寿命化の課題 図 フラッシュメモリーはHDDに比べてランダムアクセスが桁違いに高速であり、それによって従来のストレージにない新たなボトルネックが生じた。その高速化の課題三つ に対する工夫と、長寿命化の課題に対する工夫を取り上げる して、ユーザー企業の間でフラッシュ ストレージの導入が進んでいる。例え 低価格化が進み、逆転するケースも HDDより並列構成の多重度を減らせ る分だけコストを節約できる。 ば医薬品卸のスズケンは今年3月、営 従来、フラッシュストレージの普及 スズケンの武川浩久氏（情報システ 業支援システムに利用する共有スト を妨げる最大の要因は、HDD搭載の ム本部 システム開発部 副部長）はフ レージを更新するに当たり、IBMのフ ストレージに比べて割高なコストだっ ラッシュストレージを導入した際、 ラッシュストレージ「FlashSystem た。しかしフラッシュメモリーの価格 HDD搭載のストレージも検討した。 840」を選択した。これ以外にも、 「幅 は年々低下傾向にある。EMCジャパ ほぼ同等のI/O性能と、同社が必要な 広い業種から、多種多様な用途で引き ンの笹沼伸行氏（システムズ・エンジ ストレージ容量を実現する構成でコス 合いがある」と、日本IBMの佐野正和 ニアリング本部 プロダクト・ソリュー トを試算したところ、 「初期費用に、5 氏（システム製品事業本部 ストレージ ション統括部 ソリューション部 シニ 年間の保守費用や電気代を加えると、 セールス事業部 ソリューション部長 ア・システムズ・エンジニア）は、 「FC フラッシュストレージのほうが割安 システムズ＆テクノロジー・エバンジェ （Fibre Channel）向け毎秒1万5000回 リスト）は話す。 転のHDDの最小容量モデルと、SSD だった」 （武川氏） 。 高速性を生かせない課題を克服 ガートナー ジャパンの鈴木雅喜氏 （Solid State Drive）の最小容量モデ （リサーチ部門 ITインフラストラク ルを比較すると、価格は3倍程度にま ストレージにフラッシュメモリーを チャ＆セキュリティ リサーチ ディレ で差が縮まった」と説明する。 載せるだけで、その高速性を最大限に クター）は、 「新技術を使った製品は 低価格化によって、高いI/O性能が 生かせるわけではない。HDDに比べ 段階的に浸透していくものだが、フ 要求される用途では、HDD搭載のス て桁違いに速いだけに、従来のスト ラッシュストレージは多くの企業が一 トレージより総コストが割安になる レージのアーキテクチャーでは、主に 斉に導入に前向きになっている」と指 ケースも出てきた。HDDで高いI/O性 三つの遅延が課題になる。それは、 （1） 摘。早ければ今後数年で、企業のビッ 能を確保するには、多数のHDDやサー コントローラーによる遅延、 （2）モ グデータ分析が一段と広まり、それを バーを並列構成にする必要があり、コ ジュール（従来のドライブ装置に相当） 支える基盤としてフラッシュストレー ストアップ要因となる。フラッシュス 内部の遅延、 （3）ネットワークの遅延 ジが普及すると予測する。 トレージは単体で見ると割高だが、 ― である（図1） 。 NIKKEI SYSTEMS 2014.5 57
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