2023年05月29日 05時00分 公開
特集/連載

SSDの常識を変えた“あの高速化技術”と「データ削減」の効き目ストレージコストの賢い圧縮方法【第3回】

企業のデータセンターで利用が拡大してきたSSD。以前はそのストレージにデータ削減をしない傾向があったが、状況は変わってきた。背景にある技術進化やメリットとは。

[Robert SheldonTechTarget]

 SSDの普及が進む中、企業のストレージ運用に変化が見られる。従来、企業はSSDに「データ削減」を適用することに消極的だった。SSDの利用拡大やストレージの各種進化によって、その状況は変わりつつある。技術進化のポイントや、データ削減によるメリットを整理する。

SSDの「速さ」と「使い方」を変えた技術とは

ストレージの技術進化

 オールフラッシュストレージ(SSDのみで構成するストレージアレイ)の利用が拡大し、それに合わせてストレージのデータ削減がデータセンターで広く使われるようになってきた。データ削減をする場合は、機能の実行に伴うオーバーヘッド(負荷)が生じがちだ。アプリケーションに悪影響を与える懸念があるため、これまで企業はSSDのデータ削減には消極的だった。

 その状況が変わってきた背景にあるのは、まずはSSDの各種パフォーマンスの改善だ。特筆すべき進歩は、IOPS(1秒間に処理する入出力数)とレイテンシ(遅延)のパフォーマンス向上だと言える。これに伴い、SSDでデータ削減を実行する際のオーバーヘッドを抑制しやすくなった。

 進化したのは、ストレージ製品そのものだけではない。SSDは新世代のインタフェース規格に準拠することで、より高速なデータ転送が可能になってきた。インタフェース規格「PCI Express 4.0」(PCIe 4.0)に準拠したことが大きかった。その後はPCIe 4.0の後継規格である「PCI Express 5.0」(PCIe 5.0)への準拠が始まり、2022年には「PCI Express 6.0」(PCIe 6.0)の仕様策定が完了した。PCIeの規格は、基本的には世代を経るごとにデータ転送速度が2倍になっている。

 SSDを利用したストレージシステムのパフォーマンス向上には、ストレージ接続規格「NVMe」(Non-Volatile Memory Express)や、「NVMe-oF」(NVMe over Fabrics)も貢献している。NVMe-oFは、NVMeをイーサネットやファイバーチャネル(光ファイバーや同軸ケーブルを使うデータ転送技術)に拡張する仕組みだ。基本的にNVMeは、インタフェースにPCIeを使用することでSSDのパフォーマンスを最大限に引き出せる仕様になっている。

 こうした一連の進化があり、SSDのパフォーマンスを維持しながら、データ削減を実行するストレージシステムが実現するようになった。

データ削減の実行によるメリット

 データ削減時にSSDのパフォーマンスを維持しやすくなった背景には、データ削減の技術進化も貢献している。オールフラッシュストレージは、以下の機能を備えることが一般的だ。

  • 可逆圧縮
    • 圧縮したデータを完全に元の状態に復元
  • インライン方式のデータ削減
    • データを書き込む前にデータ削減の処理を実行
  • グローバルデータ削減
    • ストレージアレイ全体にわたってデータ削減を実行

 ストレージベンダーはこうした機能を取り入れながら、ストレージのパフォーマンスを維持しつつデータ削減を実行できる仕組みの改良を続けている。

 データ削減を実行することで、以下のようなメリットが期待できる。

  • ストレージシステムの空き容量を確保
  • 消費電力量の抑制
  • ストレージ設置スペースの削減
  • ストレージの設置や運用に掛かるコスト全体の抑制

 オールフラッシュストレージでデータ削減を実行することで、メモリセルへのデータの書き込みと消去のプロセスを意味する「P/Eサイクル」の回数を減らし、SSDの寿命を延ばし、それが全体のコスト抑制につながる。データ転送の負荷を軽減する効果も見込める。これらの結果として、より多くのアプリケーションでSSDの利用を検討できるようになる。

 データ削減は依然としてSSDのパフォーマンスに悪影響を与え得る機能ではある。だがSSDの採用を広げることで企業が得られるメリットと比べれば、その悪影響は重大なものではない。パフォーマンスが低下する影響を考慮しても、ほとんどの場合はデータ削減を実行する価値があると言える。


 第4回と第5回は、データ削減機能を備えるオールフラッシュストレージ製品を紹介する。

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