正しいソリッドステートドライブ (SSD) を選ぶ重要性

正しいソリッドステートドライブ (SSD) を選ぶ重要性

一部の IT 専門家は、ソリッドステートドライブ (SSD) について誤解があります。
そうした方々は、SSD はフラッシュメモリにすぎず、従ってどのモデルでも同じようなものだと考えています。しかし、そうではありません。

ラップトップやデスクトップ(日常の業務用デバイス)などのクライアントマシン用に SSD を構築する場合と、データセンターのアプリケーション用に SSD を構築する場合では、全く違います。ワークロードが大きく異なるためです。サーバーのワークロードは通常、年中無休で 24 時間稼働し、100% のデューティサイクルを維持します。しかし、日常的にコンピューターを使う場合は、それが仮想マシンであっても、アイドル時間が多く、最小限のリソースしか使用していません。

サーバーに組み込まれるドライブは、高負荷に晒され、絶え間ない指令とパフォーマンス要件に応える必要があります。SSD をラップトップから取り出して、そのままデータセンターで利用できると期待することはできません。これは、乗用車のエンジンでトラックを運転しようとするようなものです。データセンターには、エンタープライズグレードで、予測可能なパフォーマンスを大規模に提供するべく、専用設計されたドライブが必要です。


一貫した SSD パフォーマンスの維持

SSD は、データセンターでかつてなく多くのアプリケーションに使用されています。
出回り始めた頃、SSD はそれほど知られていませんでした。IT 部門は SSD をあまり信頼していませんでしたが、技術の信頼性が増すにつれて、SSD はより高性能なアプリケーションで採用されています。今回取り上げた、パフォーマンスの一貫性が重要になるのは、そのためです。


データセンターの要求に合わせて最適化された SSD を製作するには、パフォーマンスの一貫性を重視することが必要です。IOP の配信とレイテンシに関わるためです。
これをテストするために、非常に長いテストパターンですべての IO を調べるパフォーマンススクリプトが作成されます。

メーカーが調整し、IT アーキテクトが要求するのは、指定されたワークロードでベンチマーク化したときに、一貫性が直線状に表示されることです。100% の完全な一貫性は決して得られませんが、パフォーマンスのデータをグラフ化したとき、「クリスマスツリー」と呼ばれる鋸歯状のパターンが見えないようにしなければなりません。

変動の多いレイテンシ、鋸歯状パターンを示すクライアント SSD の IOPS グラフ

ドライブが適切に調整されていないと、パフォーマンスが大きく変動する可能性があります。ある時点で、ドライブは 50,000 IOP を実行し、その後 20,000 IOPに低下してから、60,000 IOP に跳ね返ります。数値が高ければ仕様書や販促資料としては見栄えがしますが、急上昇に注目するだけでは全体的なパフォーマンスを説明できません。
キングストンが提供するエンタープライズクラスのデータセンター用 SSD は、パフォーマンスのピークレベルを犠牲にしても、一貫したレベルのパフォーマンスを提供するように設計されています。

予測可能なレイテンシを示すサーバー SSD の IOPS グラフ

一貫性を重視することで、顧客はパフォーマンスの不足に悩まされず、ストレージのクラスターを予測可能な状態で管理する利点を得られます。
直線的なグラフと一貫性を実現する主な要素は、SSD ファームウェアの設計、オーバープロビジョニング領域のサイズ、書き込みのキャッシュサイズです。

予測性が向上することで、顧客が一貫したパフォーマンスに基づいてアプリケーションを構築できるだけでなく、サービスレベル契約も満たすことができます。


ドライブに送信されるホストコマンドはどうでしょう?

TRIM コマンド、ガーベッジコレクション、ホストコマンドなど、非常に多くの作業がバックグラウンドで行われており、それらすべてをファームウェアのチューニング時に考慮する必要があります。ハードウェア側では、当社は SSD の大容量 DRAM キャッシュを使用して、ドライブマッピングテーブルのすべてまたは大部分を保持し、SSD への書き込み用のバッファーとして使用します。

レイテンシは IO と同じように機能します。例えば、レイテンシが 5 ミリ秒未満で安定した状態から最大 500 ミリ秒へ跳ね上がり、その後 5 ミリ秒へ戻るとき、このパフォーマンスの乱れがアプリケーションのどこかに影響を与える可能性があるため、問題となります。

データセンターの顧客は、長年を経てはるかに高いレベルを求めるようになっています。以前であれば、SSD のサプライヤーはクライアントレベルの良質なドライブを提供するだけですみました。それらを動作させ、問題が起こったら取り出して別の安価なクライアントドライブに交換していました。しかし今では、データセンターの顧客はそうした乱れが存在することを知っています。そのため、SSD の内実を知るためにテストにかけています。

現時点で最高のエンタープライズ SSD は、大容量の DRAM キャッシュを利用し、ファームウェア内で調整を行って一貫性を確保しています。実際、パフォーマンスをスムーズにする作業の約 90% が、ファームウェアのコードを実行して行われます。これが、キングストン製品の大きな差別化要因です。

SATA から NVMe へ - まだ完全なプラグアンドプレイには至っていません


今日の市場では、稼働中の SSD の約 80% がまだシリアル ATA(SATA)のままです。
SATA 規格は、転送速度を比較的高速に保ち、マザーボードの専有面積が比較的小さくなります。これは、より多くのドライブを使用して高レベルの RAID を構築できることを意味します。

NVMe ロゴ

NVMe はフラッシュベースの SSD 用にゼロから設計されたため、ストレージ業界は SATA インターフェイスから離れて NVMe(不揮発性メモリエクスプレス)を使用するよう大きく変化しています。
実際、最近では多くのアナリストが、今後数年で主流のサーバーで大きな変化が起こることを示唆しています。NVMe が、旧来のハードドライブインターフェイスで存在した IO とレイテンシの限界を破ることを約束しているためです。

SSD はこの 10 年間、ハードドライブインターフェイスを使用して構築されてきました。当初は理にかなっていましたが、ストレージの専門家は長年、SSD にはより優れたインターフェイスが必要なことを知っていました。PCIe は SSD の良質なインターフェイスですが、多くのサーバーでは現在、容量と利用可能なレーン数の限界に達しています。

しかし、一瞬で NVMe に移行して切り替えることはできない、というのが率直な現実です。

レビュー中

キングストンがパフォーマンスの一貫性を判定する基準は、SATA インターフェースと NVMe インターフェースのどちらを構築する場合でも同じです。NVMe は実質的な低レイテンシと高 IO 配信を実現するため、顧客は明らかに NVMeドライブからこれまでより高いパフォーマンスを期待しています。

正しいエンタープライズ SSD を選択する場合、データセンターはレイテンシを削減し、IO の急激な低下を一切排除した SSD を探す必要があります。

最後に、顧客は自社のインフラで新しく高速なストレージインターフェイスを活用する準備ができているかどうか、見直す必要があります。SSD は重要な役割を負っています。そして、顧客がデータセンターに関して行う選択はますます重要性を増しています。

Kingstonのエンタープライズ用ストレージソリューションのラインアップを紹介します

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