SANの導入以来の大きな変化「ストレージコントローラーはもう必要ない」──実際にやってみた

今や、ストレージコントローラーがボトルネックになっているという。実際にストレージコントローラーを排除したシステムでパフォーマンスはどの程度向上するのか。

[Antony Adshead，Computer Weekly]

　ストレージコントローラーはもう必要ない。ハイパーコンバージドアプライアンスメーカー、Scale ComputingのCEOジェフ・レディ氏はそう確信している。

Computer Weekly日本語版　10月18日号無料ダウンロード

本記事は、プレミアムコンテンツ「Computer Weekly日本語版　10月18日号」（PDF）掲載記事の抄訳版です。本記事の全文は、同プレミアムコンテンツで読むことができます。

• Computer Weekly日本語版　10月18日号：次世代のワイヤレスネットワーク

なお、同コンテンツのEPUB版およびKindle（MOBI）版も提供しています。

　レディ氏は本誌Computer Weeklyのインタビューに応じ、現行のストレージアーキテクチャは変わらなければならない、ストレージコントローラーを入出力（I/O）パス上に配置した状態では、NVMe（Non-Volatile Memory Express）フラッシュは本来の性能を発揮できないという持論を展開した。

　「これまでストレージは、処理性能上のボトルネックだった」と同氏は話す。「しかし、今のボトルネックは他のコンポーネントだ。少し前から、ストレージコントローラーのCPUがボトルネックになっているという話を聞くようになったが、今は実際にそうなっている。コントローラーは排除しなければならない。NVMeとコントローラーを併用する正当な理由が見当たらないからだ。コントローラーはもはや不必要なものだ。これは、SANの導入以来の大きな変化だ」

　レディ氏の一連の発言は、Scale Computing製品のレイテンシに関する発表の後に行われた。その発表とは、同社は実測値（注）で、NVMeとNANDフラッシュを使った4ノードのスケールHC3クラスタ構成でレイテンシ150マイクロ秒を、またNVMeと「Intel Optane」、つまり3D XPointを採用したメディアを搭載したシステムで20マイクロ秒の低レイテンシを、それぞれ達成したというものだった。

注：Scale Computingの発表によると、同社が性能評価を実施した環境は、4ノード構成のHyperCore-Directで、読み取りと書き込みの両方のワークロードをランダムに混在させ（読み取り90％、書き込み10％）、24台の仮想マシンで実行したという。

　同じくNANDとNVMeを配置したクラスタでは、260万IOPS（1秒当たりの入出力処理回数）を達成している。

　この値を、「標準的な構成」のレイテンシと比べてみよう。例えば、SCSIとSAS接続のフラッシュドライブの場合、数百マイクロ秒から数ミリ秒程度。既存のフラッシュ製品の場合、IOPSは大抵数十万程度だ。

　Scale Computingは、同社がこれほどまでの低レイテンシを実現できた理由を「実行環境からコントローラー、ストレージプロトコル、ファイルシステムを排除したから」としている。

　「旧来のワークロードは設計がいまひとつで、マルチスレッドの効果を十分生かせない」とレディ氏は指摘する。「どのデータもファイルシステムを経由して、仮想マシン（VM）の周囲を飛び回ることになる」

　「また、ユーザー空間とカーネル空間の間のコンテキストスイッチもある。これはワークロードの処理中はずっと発生するが、以前なら問題とは見なされなかった。なぜなら昔は、呼び出し1回に20マイクロ秒かかっても問題ないと考えられていたからだ。ところが今は、これでは困る。特にOptaneや3D XPointを導入した場合はそうだ」

　Scale Computingが実施したテストは、同社の（現時点では未発売の）「HyperCore-Direct」に「Windows 7」マシンを接続したとレディ氏は明かす。この構成ではパフォーマンスに課題があることが知られている一方で、旧バージョンのWindowsを使っているユーザーはまだまだ多いからだ。

　「Windows 7のVMには仮想スタックがあり、ファイルシステム（例えばVMFS：仮想マシンファイルシステム）上には仮想コントローラーが配備される。そして仮想OS上で、またもやファイルシステムが稼働している。NetAppの製品には、独自のWrite Anywhere File Layout（WAFL）ファイルシステムを搭載しているものがあるので、当社の環境はそれに似ているかもしれない」と同氏は語る。

　「データがファイルシステム内を移動するたびに、100マイクロ〜200マイクロ秒のコストがかかる」

ストレージコントローラーを排除

続きはComputer Weekly日本語版　10月18日号にて

本記事は抄訳版です。全文は、以下でダウンロード（無料）できます。

• Computer Weekly日本語版　10月18日号：次世代のワイヤレスネットワーク

■Computer Weekly日本語版 最近のバックナンバー

Computer Weekly日本語版　10月4日号　Office 365を安く導入する方法

Computer Weekly日本語版　9月20日号　なぜ暗号通貨は主流にならないのか

Computer Weekly日本語版　9月6日号　乗るしかない この802.11ac Wave 2に