フラッシュシステムの速度と同じくらい速く、一層のスピードを活用できるアプリケーションも存在する。加えて、現在のフラッシュが企業に提供している過剰なパフォーマンスは長続きしそうにない。いずれアプリケーション開発者が追い付き、現在のフラッシュシステムが提供できる以上のパフォーマンスを必要とするアプリケーションを開発するだろう。

　フラッシュの実装に伴うパフォーマンス問題のほとんどは、メディアそのものよりも、メディアを取り巻くパッケージに関係することの方が多い。フラッシュベースのストレージシステムに関して、われわれはフラッシュメディアとストレージソフトウェアを稼働させている内部のCPUとの内部接続を話題にする。そうした接続間のレイテンシと、ソフトウェアの品質は大きな課題だ。

　データストレージ業界は、この問題に絞って解決するために、不揮発メモリエクスプレス（NVMe）を開発した。NVMeは、OSとメディアとの通信を可能にする次の段階のストレージプロトコルだ。NVMeがフラッシュ専用に設計されているのに対し、NVMeに代替されるSCSIプロトコルはHDDの時代に設計された。

　NVMeはSCSIスタックの不必要なオーバーヘッドを削減する。対応できる行列の数は標準的なSCSIよりも多く、行列の数は、レガシー技術のAdvanced Host Controller Interface（AHCI）でサポートできる数に比べて6万4000に増える。個々のNVMeはそれぞれ6万4000のコマンドにも対応できる。これに比べると、AHCIが単一の行列でサポートできるコマンドは32のみだった。NVMeではまた、実行できるCPU当たりのサイクルも、標準的なSCSIより多い。

　データはどこかの時点でストレージシステムを離れ、それにアクセスしてくるアプリケーションと通信しなければならない。この分野でもレイテンシの削減が不可欠であり、NVMeはNVMe over Fabricsで役に立ち、Fibre Channel（FC）やイーサネットに対応する。現在、iSCSIとFCプロトコルはSCSIを輸送する。つまり、帯域幅の観点からどれだけ高速になったとしても、SCSIのシングルスレッドの性質による制約を受ける。NVMeでは活用できる行列やコマンドの数が大幅に増え、実質的にそうした高速ネットワークが最適化される。

RAMとしてのフラッシュ

　フラッシュはHDDよりも高額だが速度の速い代替として登場した。今ではシステムRAMより低速だが低コストの代替として進化できる状態にある。サーバにおけるRAMの必要性は、インメモリデータベースやビッグデータ分析処理、密度の高い仮想化、およびコンテナ化された環境によって加速している。問題は、RAMが高額なことから、ほとんどのサーバでは、IT部門がサーバ当たりに搭載できるRAMの量に制約があることだ。そうしたインメモリデータベース環境の多くが追加のサーバを導入するのは、コンピュータ処理能力を増やす必要があるからではなく、メモリを増やす必要があるためだ。

　RAMとしてのフラッシュデータストレージは、基本的にはDIMMモジュールにインストールされたフラッシュであり、システムマザーボードに搭載される設計になっている。フラッシュの方がDRAMよりも密度が高いことから、サーバにはかつてないほどの容量を追加することができる。フラッシュDIMMはメモリバスにインストールされるため、高速ネットワークを介してCPUと通信できる。フラッシュDIMMドライバは、フラッシュDIMMからDRAM DIMMへのデータの移動を自動的に管理する。基本的に、これはメモリのためのティアリングの仕組みをつくり出す。

　フラッシュDIMMはROM BIOSの更新を必要とすることから、ITプロフェッショナルは、どのサーバベンダーがどのフラッシュDIMMをサポートしているかを確認しなければならない。

　データセンターの主な原動力はここ何十年も変わっていない。組織はデータの反応時間を速めたいと思い、保存するデータの量をもっともっと増やしたいと望んでいる。ストレージシステムがそれに追い付くためには常に高速化、高密度化する必要がある。フラッシュストレージに関して最も予想外の変化は、HDDとテープシステムに独占されている市場分野への進出だ。それに比べると、パフォーマンス向上に対する継続的なニーズは予測しやすい。NVMeや、メモリバスベースのフラッシュDIMMといったプロトコルが普及すれば、フラッシュ技術はユーザーのニーズに沿い続けることができるだろう。