問われるSSDのみか、HDDとの組み合わせか

オールフラッシュ vs. ハイブリッド、ハイパーコンバージドで採用するなら？

オールフラッシュ構成のHCIシステムはITインフラのパフォーマンス向上をもたらす。ただしIT部門はストレージの管理および分析ツールを刷新する必要がある。

公開 2017年07月20日 05時00分

[TechTarget]

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　ハイパーコンバージドインフラ（HCI）は比較的新しいインフラソリューションなので、ドライブ構成は通常、ベンダーの制約によって単一のモデルに制限される。しかしながらレゴのように組み合わせて利用できる商用オフザシェルフ（COTS）製品のおかげで、こうした状況は変わりつつある。

　例えば最近はハイブリッド型のHCIノードが次々と商品化されている。高速SSDをプライマリーディスクとし、低速HDDをセカンダリーディスクとする構成か、高速SSDと低速SSDを組み合わせたオールフラッシュ構成のいずれかだ。ただしIT管理者はこうした新しいHCIストレージモデルを導入する前に、管理面で起こり得る問題を理解しておく必要がある。

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SSDとHDDの違い

　オールフラッシュHCIについて大局的に検討するためには、まずSSDとHDDの違いを理解することが重要だ。HDDは通常、フラッシュメモリを使用するSSDと比べて、ドライブの読み書き速度がかなり遅い。従って容量当たりの単価は現在フラッシュメモリがHDDの約2倍だが、SSDを導入すればワークロード処理に必要なサーバ数を削減できるので、追加コストを補って余りあるメリットを享受できる。そのため企業のサーバストレージにとっては多くの場合、SSDが好ましい選択肢となる。

　現在SSDには主要な規格が2種類ある。最大10Gbpsのデータ速度と400万IOPSを実現できる超高速な「NVMe（Non-Volatile Memory Express）SSD」と、最大500Mbpsのデータ速度と40万IOPSを実現できる「SATA（Serial Advance Technology Attachment）SSD」だ。

　高性能なNVMe SSDは少なくともコンパクトな「M.2」フォームファクタに関しては、以前より値下がりしており、今後はNVMe全般で低価格化が進むものと予想される。将来的にSSDは高速製品と低速製品に2極化することになるだろう。とはいえ、性能はどちらもHDDを上回るはずだ。

オールフラッシュHCIの課題

　プライマリーディスクに高速SSD、セカンダリーディスクに低速HDDを採用したハイブリッドHCIノードと、高速SSDと低速SSDを組み合わせたオールフラッシュ構成のHCIには、一見したところでは特に違いはない。どちらの場合も、高速ドライブで計算を処理し、低速ドライブにコールドデータ（参照頻度は少ないが長期保管が必要なデータ）を保存すると考えるのが一般的だ。I/O処理も高速ドライブで実行すれば、低速なセカンダリードライブがボトルネックとなる心配はないように思える。

　だが実際は常にこうなるとは限らない。HCIが作成するストレージプールには、クラスタ内の任意のサーバがRDMA（Remote Direct Memory Access）を介してアクセスできる。そのためアプリケーションがHDDセカンダリーストレージ内のコールドデータを呼び出すたびに、低速なアクセスが長い遅延を引き起こすことになる。SSDをコールドストレージとして利用すれば、恐らくI/O当たりのレイテンシをSATA HDDの10ミリ秒から、50～100マイクロ秒程度に減らすことが可能だ。SSDは、HCIのセカンダリーストレージとして使うのにも向いているということだ。

　ただしSSDのI/Oは幾つか管理面の問題をもたらす。まず全ての処理が高速になる分、メトリック値の計算も高速化する必要がある。NVMeは、待ち行列を用いてステータスを連結することによってこの問題に対処し、システムの割り込みとスワップの発生を大幅に削減することが可能だ。

　さらにIT部門には、ストレージの使用率を管理するための新しい手法も必要となる。イベントログを手動で分析する時代は終わった。Tegile SystemsやEnmotusなどのベンダーが提供するストレージ分析ツールは、特にHCIシステムには必需品だ。HCIシステムでは、クラスタ内の任意のサーバでドライブへのI/Oが発生するからだ。

　ボトルネックや問題点を検出できるツールも用意する必要がある。検出すべき問題点には、例えば仮想LANのチョークポイント、仮想マシンの問題（他のインスタンスの処理を停滞させるインスタンスなど）、ソフトウェアスレッドのエラー、アプリケーションインスタンスの問題（データセットのエラーなど）などがある。クラスタを最高の状態に保つためには、ドライブのエラーを監視し、過負荷状態の兆候を見逃さないことが重要だ。

　まだ登場して間もない技術ではあるが、ここでもHCIストレージ分析ツールが役に立つ。分析ツールは例えば、HCIの全体的なワークロードを最適化するためのビッグデータを提供できる。ストレージ分析ツールは将来的には、クラウドスタックやオーケストレーションモジュールと情報をやりとりし、システムを自己調整してトラブルを予測し回避できるツールキットに進化する可能性もある。

　オールフラッシュのHCIストレージに関しては、さらに長期的な変化も予想できる。いずれは100TBの超大容量SSDでさえ2.5インチのフォームファクタが実現し、ノードの物理サイズは縮小することが予想される。電力消費の点でも、SSDはHDDの10％しか電力を消費しなくなると予想される。そうなれば動作音がより静かなHCIシステムが実現する。

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