最速プロトコルをネットワークに拡張

SSD用リモートアクセス仕様「NVMe over Fabrics」に掛かる期待と現実

フラッシュストレージに最適化されたプロトコルであるNVMeをネットワークに拡張するNVMe over Fabrics。これにより、サーバから分離した共有ストレージでも高速なI/Oが実現する。

公開 2017年02月10日 08時00分

著者

Antony Adshead

[Computer Weekly]

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　「NVMe」（NVM Express）はPCIe（PCI Express）ベースのプロトコルで、フラッシュストレージに最適化されている。HDD時代のSASプロトコルやSATAプロトコルと比べて、NVMeは入出力（I/O）やスループットを限界まで高めている。

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Computer Weekly日本語版　2月8日号：NVMe over Fabricsに高まる期待

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　既存のPCIeサーバサイドフラッシュ（訳注）は、NVMeがスロットイン式になっている。ストレージアレイプロバイダーは、NVMe接続型フラッシュストレージを利用するアレイの開発を始めている。今後、アレイ内接続はこの方向に向かうだろう。

訳注：「2015年12月2日号：暴挙か？　GoogleのOffice 365攻略作戦」の「PCIe SSD vs. オールフラッシュアレイ──サーバサイドSSDの用途とは？」参照。

　このI/Oチェーンがストレージアレイだけにとどまらないのは明らかだ。データセンターで使用する場合、共有ストレージには複数のホストが結び付けられる。そのため、ホストとアレイの間でNVMeの利点を確保するため、「NVMe over Fabrics」（NVMf）が開発されている。

　NVMf開発に当たっての主な考え方は、サーバホストとストレージアレイとの間のI/OパスにおいてNVMeの利点（広い帯域幅とスループット、大量のキューとコマンドを処理する能力）をエンドツーエンドで確保することにある。SCSIなどのプロトコルへの変換は、この利点を損なうことになるため行わない。

　簡単に言えば、ストレージネットワークやファブリック経由でもNVMeの利点がそのまま確保される。

　NVMeはPCIeプロトコルをベースとするため、現状のパフォーマンスは「PCIe 3.0（Gen 3）」の特性を引き継ぐ。だがアレイ内のトラフィックは、リモートホストとNVMeストレージとの間をネイティブに移動することはできない。この間にはメッセージ層が必要になる。

　基本的には、このメッセージ層こそがNVMfを構成する。今のところNVM Expressグループは、リモートダイレクトメモリアクセス（RDMA）とファイバーチャネルベースのトラフィックを可能にするためのファブリックトランスポートを考案している。これは、PCIeスロットに納めたNVMeデバイスと比べて10マイクロ秒以上レイテンシが増加しないようにすることが狙いだ。RDMAは、OSを介さずにデバイスとメモリを直接接続できる。