製品選定前に読んでおきたい基礎技術 NVMe編脱SAS＆SATAへ、フラッシュ業界期待の通信規格「NVMe」の魅力と普及の壁 (1/2)

「NVMe」はPCIeを利用した新しい通信規格だ。NANDフラッシュメモリなど並列処理が得意なデバイスを利用する場合は、サーバ／NANDフラッシュメモリ間をNVMeで通信することで、フラッシュデバイスの応答速度を最大限に引き出す。

[國分 学，伊藤忠テクノソリューションズ]

　前回の記事「I/O至上主義は危険？　見過ごしている、フラッシュデバイスの真の性能指標とは」では、システム性能向上の歴史、フラッシュデバイス（本稿では、NANDフラッシュメモリを搭載したストレージをこう表現する）への期待、IOPS（1秒間に処理できるI/O数）に偏った性能評価の危険性について、順を追って紹介した。

　今回は、いよいよ本連載の肝となる「NVMe（NVM Express）」について解説する。まずは既存技術が抱える課題を明確にし、NVMeの採用による変化を示す。その後、NVMeの実装方式に触れつつストレージのこれからを考えてみる。

1. 遅延の原因とは
2. NVMeの優位性と現状
3. ストレージのこれから

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1．遅延の原因とは

　前回の記事で、NANDフラッシュメモリを搭載した高性能ストレージを選定する際には、IOPSと合わせて応答速度が重要であることを説明した。この応答速度を下げる要因、すなわち遅延の原因を追究していく。

　まずはサーバからNANDフラッシュメモリまでのアクセス経路について触れる。

図1　サーバからNANDフラッシュメモリまでのアクセス経路

　図1は、サーバからNANDフラッシュメモリ（ここではSSDに内蔵）までの経路を示した図である。サーバは外部装置との通信用にI/Oインタフェースを用いる。一般的なインタフェースとしては、PCI、PCIe（PCI Express）が挙げられるだろう。

　PCI、PCIeに、コンピュータと周辺機器との接続に利用するホストバスアダプタ（HBA： Host Bus Adapter）を搭載し、ファイバーチャネル（FC：Fibre Channel）やイーサネット、InfiniBandなどのデータ転送技術で、ストレージ制御装置であるストレージコントローラーにつなげる。