ハイブリッドストレージのベストバイ

フラッシュ vs. HDDではなくハイブリッドストレージが答え　その技術と製品は

フラッシュとHDDの両方を搭載したハイブリッドストレージアレイは、パフォーマンスの点でオールフラッシュストレージやオールHDDを上回る利点があり、今日の組織の多種多様なワークロード要求に対処できる。

公開 2018年01月24日 05時01分

[TechTarget]

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　フラッシュベースのストレージとHDDベースのハイブリッドストレージアレイは、価格とパフォーマンスの点で、オールフラッシュストレージとHDDだけで構成したストレージとのバランスを取っている。つまりフラッシュの速度を実現しながら、SSDをフル装備するほどのコストはかからない。管理の点では、オールフラッシュアレイやオールHDDよりも複雑になるが、その柔軟性と低コストの点から検討する価値がある。価格は1GB当たり数十円から数百円、パフォーマンスも1秒当たり数百MBから数百GBとさまざまだ。

　大半の企業には、パフォーマンス要件の異なる多種多様なストレージワークロードがある。リアルタイムオンライントランザクション処理など、一定の高負荷を伴い、高いパフォーマンスが求められるワークロードもあれば、仮想デスクトップインフラ（VDI）やサーバ仮想化など一時的に高負荷が求められるワークロード、ユーザーのホームディレクトリのように比較的低パフォーマンスのワークロードもある。

　ストレージアレイをフラッシュとハイブリッドに分けてしまいたくなるが、それぞれのカテゴリーはさらに細分化できる。例えばフラッシュには少なくとも3種類あり、パフォーマンスの高い順にメモリバス、NVMe（NVM Express）バス、SATA／SASバスがある。ベンダーによっては、この上位にDRAMベースのストレージコンポーネントを追加する場合もある。

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ハイブリッドストレージのメリット

　ストレージベンダーが通常使用するHDDの速度には、15,000RPM、10,000RPM、7,200RPMの3種類がある。それぞれにSASバージョンとSATAバージョンがある。その上、基本モデルのパフォーマンス向上を目的としてフラッシュを統合するHDDや、大量のキャッシュメモリを備えるHDDもある。

　大半のハイブリッドストレージは、さまざまなワークロードに最適なパフォーマンスを提供するために、2層以上のストレージを使用する。フラッシュを搭載しないHDDだけのシステムでも、要求の速度を上げるため、通常比較的大容量のRAMをストレージコントローラーに内蔵している。ただ、多くのHDDシステムがフラッシュを統合するようになっている。一部の低コストなNASシステムでさえ、標準装備のHDDに加えてフラッシュドライブを追加するオプションがある。

　特定のパーティションの階層と設定は、IOPS、スケーラビリティ、回復性、消費電力の全てに影響する可能性がある。例えば、バックアップサイトやクラウドでは、ボリュームやパーティションをローカルに複製するように構成できる。

　SSDには、優れたスループットやIOPSなど、パフォーマンス上の明らかなメリットがあるが、あまり明らかではないメリットもある。例えばアイドル時の消費電力が低く抑えられるだけでなく、アイドル状態からアクティブに数マイクロ秒以内に復帰できる。これに対し、休止状態のHDDの場合、休止状態モードからアクティブに戻るまでに数秒間かかる可能性がある。

　ストレージ管理ソフトウェアは、メーカーによって呼び名が異なり、ストレージ仮想化、自動ティアリング、自動データ移行と呼ばれることもある。呼び名はともかくいずれのソフトウェアも、仮想ボリュームや仮想パーティションを作成して、フラッシュやHDDなどの各層の容量と種類を変えられるようになっている。高いパフォーマンスと低いレイテンシを必要とするリアルタイムアプリケーションには常にフラッシュを利用するパーティションを提供したり、常にNVMeを利用するパーティションを提供したりすることも可能だ。また、アーカイブアプリケーションには、全てHDDを利用するパーティションを提供することもできる。あるいは、ストレージ管理ソフトウェアにデータの配置を任せ、リアルタイム分析、オンライントランザクション処理、VDI、サーバ仮想化などの用途に合わせて各種アプリケーションに最適なパフォーマンスを提供することも可能だ。

　ストレージアレイによっては、テープ、クラウドストレージゲートウェイ、オフラインストレージ（RDXや光学式ドライブのようなリムーバブルメディアなど）に接続して、さまざまなアプリケーションに合うように、パフォーマンスとコストの範囲を広げることも可能だ。例えば、アーカイブアプリケーションなら、クラウドサービスのコールドストレージを利用したり、複数のデータセンターにあるオブジェクトストレージへのゲートウェイとして機能させたりすることができる。

低コストでパフォーマンスを高めるハイブリッドストレージアレイ

　ティアリングや自動データ移行では、最も高速に利用できる層に最もアクティブなデータを保持するのが一般的だ。ただしデータセットを特定のストレージで実行するように手動で指定することもできる。例えば、データベースのインデックスを常にオールフラッシュパーティションに保持したい場合などは、手動の指定が必要になることがある。最も頻繁に使用するデータを最速のストレージに移動することで、使用中の全てのデータに最適なパフォーマンスをもたらすことになる。

　実際の比率は変化するが、最もアクティブなデータの20％をフラッシュに保持するとしたら、フラッシュにするのは全容量の20％以下で十分だ。フラッシュはパフォーマンスを下げずに圧縮と重複排除を十分サポートできるほど高速だ。そのため、全データの20％を保持するために必要なフラッシュの容量を4分の1から6分の1に削減できる。

クラウドストレージがハイブリッドストレージアレイに適合する場所

　多くのストレージベンダーが自社のストレージシステムにクラウドゲートウェイを追加している。ストレージ管理者はこうしたゲートウェイを利用して、データ移行計画を作成し、データセンターの内部ストレージから低コストのHDDベースのストレージへ、さらにはもっと低コストのクラウドストレージへデータを移行できる。クラウドはコールドストレージやバックアップに使用できる。

ハイブリッドストレージアレイの販売モデル

　代表的な販売モデルはシングルアプライアンスだ。つまり1台のコントローラーと最大24個のドライブを搭載する小型ボックスや、2台以上のコントローラーに複数のドライブを含む複数のシェルフを加えた独立型コントローラーボックスにする。こうしたシステムは、コントローラーとドライブから成るアプライアンスを追加して拡張できる。あるいは、コントローラー、ドライブのシェルフ、またはその両方を備えたモジュール性の高いシステムで拡張も可能だ。エンタープライズクラスのシステムには、16組ものコントローラーと、各コントローラーに24個以上のドライブを含む複数のシェルフを持つものもある。

　だが、ソフトウェアのみの製品（DataCoreのSANsymphonyなど）を、サーバに接続するストレージやアプライアンス内のストレージ、さまざまなSANのストレージと組み合わせることで、ハードウェアの初期費用をかなり節約できる。システムのセットアップとメンテナンスには、シングルベンダーのSANシステムを利用するよりも豊富な専門知識が必要になる。既存のストレージが大容量であれば、かなりのコスト削減につながる。システムによっては、少数のディスクだけをアクティブにしたシステムを比較的低価格で購入し、その後必要に応じて容量を追加できる場合もある。

　Dell EMC、Hewlett Packard Enterprise、IBM、日立製作所、NetAppなど、市場を分け合う大手ベンダーは、遠隔地のオフィスや支社に適した数TBのストレージから、何万人ものユーザーをサポートし、1秒当たり数百万件ものトランザクションを処理できるデータセンター向けのシステムまで、幅広く、細部まで行き届いた製品を取りそろえている。Infinidat、Tintri、最近Western Digitalに買収されたTegile Systemsなど、比較的規模の小さいベンダーは、ターゲットにする顧客層を絞った少数のモデルを市場に投入している。

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