「Open-Channel SSD」がある意味を考える【中編】
「SSDがなぜか遅い」を招く“パフォーマンス劣化”の原因はこれだ
一般的なSSDの場合、読み書きパフォーマンスが幾つかの理由から低下してしまうことがある。パフォーマンスを高める仕組みと併せて、パフォーマンス低下の主な原因を2つ解説する。
SSDはHDDに比べてデータ読み書きのパフォーマンスに優れるストレージだが、一般的なSSDの場合は本来の能力を引き出せずに読み書きパフォーマンスが低下してしまうことがある。SSDのパフォーマンスを高める仕組みと併せて、何がSSDのパフォーマンス劣化を招く原因になるのかを解説する。
SSDが遅くなる“2つの原因”はこれだ
併せて読みたいお薦め記事
連載:「Open-Channel SSD」がある意味を考える
SSDの容量増大も要注目
一般的なSSDの場合、コントローラーが内部の制御を自動で実行するため、ユーザーがパフォーマンスを細かく最適化することはできない。それに対して「Open-Channel SSD」は、コントローラーではなくホストマシン(サーバ)のOSが制御タスクの一部を担うことで、パフォーマンスの最適化が可能になる。
ここでは「ガベージコレクション」と「スケジューリング」を例にして、SSDのパフォーマンスが落ちる原因と、それを解消するOpen-Channel SSDの仕組みを見てみよう。
ガベージコレクション
ガベージコレクションとは、部分的に使用されている複数のブロック(データの記録領域をまとめた単位)から有効なページ(データの記録領域をまとめた単位)を別のブロックに移動し、元のブロックを消去することで、NAND型フラッシュメモリ(SSDの記録媒体)のブロックを解放する仕組みだ。ガベージコレクションにより、新しく書き込むデータ用の空き容量を確保できる。
Open-Channel SSDでホストマシンがガベージコレクションを制御する場合、ガベージコレクションのために許容できるタイミングを、アプリケーションがホストマシンに通知する。これにより、ガベージコレクションがアプリケーションのパフォーマンスに与える影響を最小化できる。
ガベージコレクションは、SSDの処理に過度に干渉しないようにバックグラウンドで実行する。しかし、一般的なSSDでは、ガベージコレクションが通常の処理の妨げになることが多い。一般的なSSDではコントローラーがホストマシンからのアクセスパターンを把握できないため、最適なタイミングを推測してガベージコレクションを実行する必要がある。
スケジューリング
Open-Channel SSDでは、アプリケーションがワークロードの変化をホストマシンのスケジューラーに事前に通知できる。ワークロードの変化の例としては以下がある。
- 書き込みが多い状態から読み取りが多い状態への移行
- 読み取りが多い状態から書き込みが多い状態への移行
- シーケンシャルリード(連続的なデータの読み書き)からランダムリード(ランダムなデータの読み書き)への変化
- ランダムリードからシーケンシャルリードへの変化
アプリケーションがしばらくアイドル状態になる予定がある場合にも、アプリケーションはスケジューラーに通知できる。アイドル状態の間にバッファ(一時的な記憶領域)からデータをNAND型フラッシュメモリに書き込んだり、ガベージコレクションを実行したりできる。
一般的なSSDでは、ホストマシンがアプリケーションを実行する。その間、SSDのコントローラーはホストマシンからのランダムなアクセスリクエストの合間に、さまざまな制御タスクを処理するタイミングを見つける必要がある。制御タスクとしては例えば以下がある。
- ガベージコレクション
- バッファ内のデータのフラッシュメモリへの書き込み
- 未使用ブロックの消去
これらの制御タスクは、同じNAND型フラッシュメモリで実行中のアプリケーションからの読み書きタスクと干渉する。ホストマシンのアプリケーションの動作とSSD内の制御タスクが全く連携していないからだ。
一般的なSSDにおいて、この問題に対する解決策は、ホストマシンからのアクセスパターンを推測し、それに合わせたスケジューリングを実行する以外にない。
次回は、Open-Channel SSDの活用状況に焦点を当てる。
TechTarget発 世界のインサイト&ベストプラクティス
米国Informa TechTargetの豊富な記事の中から、さまざまな業種や職種に関する動向やビジネスノウハウなどを厳選してお届けします。
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
TechTarget発 世界のインサイト&ベストプラクティス
米国TechTargetの豊富な記事の中から、さまざまな業種や職種に関する動向やビジネスノウハウなどを厳選してお届けします。
この記事の著者
関連記事
新着ホワイトペーパー PR
-
事例
[アルプス システム インテグレーション株式会社] 中小企業でも安心して活用できる「手ごろなSOCサービス」とは? -
製品資料
[株式会社シーイーシー] 脱VMwareに成功した企業は何をどう実践した? 事例に学ぶ戦略立案&実装のコツ -
製品資料
[株式会社オービックビジネスコンサルタント] ランサムウェア攻撃を“二重の防御構造”で防ぐ、クラウド型基幹システムの実力 -
製品資料
[株式会社オービックビジネスコンサルタント] 動画で知るランサムウェア被害企業のリアル、会計データが無事だった理由とは -
市場調査・トレンド
[セコムトラストシステムズ株式会社] EDR導入を成功に導くロードマップ:選定/稟議/運用のつまずきを防ぐコツ
こんなメディアも見られています
TechTargetジャパンに関連する情報をお探しであれば、こちらのメディアもお役に立てるかもしれません。
ベンダーコンテンツ PR
From Informa TechTarget
SpecialPR
アクセスランキング
-
1
損保ジャパンはなぜ「COBOL」を捨てなかったのか? 脱メインフレームの真相
-
2
「IBM i(AS/400)はクローズドなシステム」という誤解 DXに寄与する一歩
-
3
なぜ「全社配布Copilot」は使われないのか? 失敗に学ぶAI定着
-
4
慶應義塾が「Notion」を選んだ理由 AI導入の盲点になる“情報のサイロ化”
-
5
生データを隠してデータ連携 KDDIが4000万人の顧客情報を安全に分析できた理由
-
6
「ノートPC派」は損をしている? Dellと考える“自作PC”のメリット
-
7
「また同じ説明か」 消費者の半数が離脱するAIチャットbotの“記憶喪失”
-
8
「0.3秒のスピード顔認証」の入退室管理が社員に好評 事例に学ぶオフィス改革
-
9
鹿島建設のDXを阻む「10年前のAWS」 安全性と自由度を両立したモダナイズ
-
10
1200万円のSaaS導入を回避 スギ薬局「運用費10万円」のAIエージェント構築術
ホワイトペーパーランキング PR
-
1
不審メールの経路や見せ方に変化? 2026年夏の3事例から見えた動向と対処方法
-
2
DX/AI投資の壁を突破、現代の最高財務責任者が直面する課題と克服のヒント
-
3
「オンプレミス回帰」せざるを得ない“合理的な理由”
-
4
LLMが兵器化? 元FBI高官が鳴らす警鐘とセキュリティツール統合のポイント
-
5
システムの保守がモダン化を阻む? 「変えない判断」から脱却する方法とは
-
6
生成AIを開発に導入しても効果が見えない? 実証実験で分かった成果と課題
-
7
経産省DX指針から読み解く、受発注業務デジタル化ロードマップ
-
8
“あのファイル転送”で暗躍するノーウェアランサム
-
9
Microsoft 365を安全に運用 うっかりミスやサイバー攻撃に備えるデータ保護術
-
10
HDDを使わない「SSDオンリー」が無謀なのはなぜ?
TechTargetジャパン SNS
インフォメーション
注目情報をチェック
TechTargetジャパンをフォロー