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記憶域スペース ダイレクト用のドライブの選択

Cosmos Darwin|最終更新日: 2017/03/10
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適用先: Windows Server 2016

このトピックでは、パフォーマンスや容量の要件を満たすように記憶域スペース ダイレクトでドライブを選ぶ方法のガイダンスについて説明します。

ドライブの種類

現在、記憶域スペース ダイレクトは、次の 3 種類のドライブで動作します。

NVMe (Non-Volatile Memory Express) は、PCIe バスに直接取り付けられるソリッドステート ドライブです。 一般的なフォーム ファクターは、2.5" U.2、PCIe アドイン カード (AIC)、および M.2 です。 NVMe は、現在サポートされている他の種類のドライブと比較すると、より短い待機時間で、より高い IOPS と IO スループットを実現します。
SSD は、従来の SATA または SAS 経由で接続されるソリッドステート ドライブです。
HDD は、膨大な記憶域容量を提供する、回転式の磁気ハード ディスク ドライブです。

組み込みのキャッシュ

記憶域スペース ダイレクトには、組み込みのサーバー側キャッシュが装備されています。 これは、大規模で永続的なリアルタイムの読み取りおよび書き込みキャッシュです。 複数の種類のドライブが存在する展開では、"最速" の種類のすべてのドライブを自動的に使うように構成されます。 残りのドライブはデータ格納用に使われます。

詳しくは、「記憶域スペース ダイレクトのキャッシュについて」をご覧ください。

オプション 1 – パフォーマンスを最大化する

データに対するランダムな読み取りや書き込みで一定した予測可能なサブミリ秒の待機時間を実現する場合、または非常に高い IOPS (弊社では 600 万を超える IOPS を記録) や IO スループット (弊社では 1 秒あたり 1 TB を超える IO スループットを記録) を実現する場合に、"オールフラッシュ" を採用してください。

この展開を行うには、現在 3 つの方法があります。

All-Flash-Deployment-Possibilities

  1. すべて NVMe。 すべて NVMe の展開を使用すると、優れたパフォーマンスが実現され、予測可能な待機時間が最も短くなります。 すべてのドライブが同じモデルである場合、キャッシュはありません。 耐久性が高い NVMe モデルと耐久性が低い NVMe モデルを組み合わせ、耐久性が高い NVMe モデルを、耐久性が低い NVMe モデルに対する書き込みをキャッシュするように構成することもできます (セットアップが必要です)。

  2. NVMe + SSD。 NVMe を SSD と共に使用すると、NVMe は SSD への書き込みを自動的にキャッシュします。 これにより、書き込みをキャッシュにまとめ、必要な場合にのみステージングを解除して、SSD の摩耗を減らすことができます。 この展開には NVMe と同様な書き込み特性があり、読み取りは高速な SSD で直接処理されます。

  3. すべて SSD。 すべて NVMe の展開と同様に、すべてのドライブが同じモデルである場合は、キャッシュはありません。 耐久性が高いモデルと耐久性が低いモデルを組み合わせた場合、耐久性が高い NVMe モデルを、耐久性が低い NVMe モデルに対する書き込みをキャッシュするように構成することができます (セットアップが必要です)。

    メモ

    すべて NVMe の展開やすべて SSD の展開にはキャッシュがありませんが、その利点は、使用可能な記憶域容量をすべてのドライブから取得できることです。 キャッシュで "消費される" 容量がないため、場合によっては、小規模な環境に適しています。

オプション 2 – パフォーマンスと容量のバランスを取る

さまざまなアプリケーションやワークロードを利用している環境では、厳密なパフォーマンス要件がある場合と、膨大な記憶域容量が必要になる場合があるため、大容量の HDD のキャッシュに NVMe または SSD を使う "ハイブリッド" を採用してください。

利用可能なハイブリッド展開

  1. NVMe + HDD。 NVMe ドライブによって、読み取りと書き込みの両方がキャッシュされ、読み取りと書き込みの速度が上がります。 読み取りをキャッシュすることで、HDD では書き込みが重視されます。 書き込みをキャッシュすると、バーストが吸収されます。また、HDD の IOPS や IO スループットを最大化するために人為的にシリアル化された方法で書き込みをキャッシュにまとめ、必要な場合にのみステージングを解除することができます。 この展開には NVMe と同様な書き込み特性があります。また、頻繁に読み取られるデータや最近読み取られたデータに対しては、NVMe と同様な読み取り特性による効果が発揮されます。

  2. SSD + HDD。 上記と同様に、SSD によって、読み取りと書き込みの両方がキャッシュされ、読み取りと書き込みの速度が上がります。 この展開には SSD と同様な書き込み特性があります。また、頻繁に読み取られるデータや最近読み取られたデータに対しては、SSD と同様な読み取り特性による効果が発揮されます。

    上記の展開のほかに、3 種類すべてのドライブを使用するという、特殊な方法があります。

  3. NVMe + SSD + HDD。 3 種類すべてのドライブを使用します。NVMe ドライブは SSD と HDD の両方のキャッシュを行います。 この展開の特徴は、SSD 上のボリュームと HDD 上のボリュームを同じクラスター内で並列に作成できることです。また、これらすべてのボリュームは NVMe によって高速化されます。 この場合、SSD 上のボリュームは "オールフラッシュ" 展開と完全に同じであり、HDD 上のボリュームは上で説明した "ハイブリッド" 展開と完全に同じです。 これは概念的には、ほとんどが独立して機能する容量管理や、障害と修復のサイクルなどを備えた 2 つプールの使うようなものです。

    重要

    SSD 階層を使って、パフォーマンスを最も重視するワークロードをオールフラッシュに配置することをお勧めします。

オプション 3 – 容量を最大化する

アーカイブ、バックアップ対象、データ ウェアハウス、"コールド" ストレージなど、膨大な容量が必要で書き込み頻度が高くないワークロードでは、キャッシュ用のいくつかの SSD とデータ格納用の大容量 HDD を組み合わせてください。

容量を最大化するための展開オプション

  1. SSD + HDD。 SSD が読み取りと書き込みをキャッシュし、バーストが吸収され、SSD と同様の書き込みパフォーマンスが実現されます。また、HDD に対するステージング解除が後で最適化されます。

サイズ設定に関する考慮事項

キャッシュ

すべてのサーバーには、少なくとも 2 台のキャッシュ ドライブ (冗長性を確保するために必要な最小台数) が必要です。 データ格納用ドライブの数は、キャッシュ ドライブの数の倍数にすることをお勧めします。 たとえば、4 台のキャッシュ ドライブがある場合は、容量ドライブが 7 台や 9 台ではなく 8 台 (1:2 の比率) の場合に、より一貫したパフォーマンスが得られます。

キャッシュのサイズは、アプリケーションやワークロードのワーキング セット (つまり、特定の時点で読み取りや書き込みが行われるすべてのデータ) が十分に収まるように調整する必要があります。 キャッシュのサイズについては、それ以外の要件はありません。 一般的な展開では、容量の 10% をキャッシュの開始サイズとするのが適切です。 たとえば、各サーバーに 4 TB の HDD が 4 台ある場合 (合計容量は 16 TB)、各サーバーにはキャッシュ用に 800 GB の SSD が 2 台 (1.6 TB) あることが理想的です。 キャッシュ ドライブは、いつでも追加または取り外して、後で調整することができます。

全般的な情報

サーバーごとの合計記憶域容量は、約 100 テラバイト (TB) に制限することをお勧めします。 サーバーごとの記憶域容量がこれよりも多くなると、ソフトウェア更新プログラムを適用する場合など、ダウンタイムや再起動の後でデータを再同期する際に必要となる時間が長くなります。

記憶域プールごとの現在の最大サイズは、1 ペタバイト (PB) (1,000 テラバイト) です。

関連項目

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