こんなに簡単！Oracle Sun Flash ストレージで性能アップ

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1 Oracle Direct Seminar <Insert Picture Here> こんなに簡単 Oracle Sun Flash ストレージで性能アップ 日本オラクル株式会社

2 以下の事項は 弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです また 情報提供を唯一の目的とするものであり いかなる契約にも組み込むことは できません 以下の事項は マテリアルやコード 機能を提供することをコミットメン ト 確約 するものではないため 購買決定を行う際の判断材料になさらないで下さ い オラクル製品に関して記載されている機能の開発 リリースおよび時期につい ては 弊社の裁量により決定されます OracleとJavaは Oracle Corporation 及びその子会社 関連会社の米国及びその他の国における登録商標です 文 中の社名 商品名等は各社の商標または登録商標である場合があります 2

3 Agenda Flash テクノロジーが今注目される理由 <Insert Picture Here> Oracle Sun Flash ストレージラインナップ Flash を用いて Oracle データベースを 高速化させる方法 まとめ 3

4 <Insert Picture Here> Flash テクノロジーが今注目される理由 4

5 経営環境の変化によるIT基盤への要求 製品開発期間の短縮 市場への高速アクセス リアルタイムな意思決定 高品質な顧客サービス IT パフォーマンスが収益を左右するため IT 基盤への要求はより高度に 5

6 CPU性能と比較して停滞するディスクのI/O 性能向上 今日のサーバーは CPU処理能力とディスクの I/O性能が非常にアンバランス

7 サーバーの新たなメモリ階層 Picoseconds Level 1/2/3 Cache Nanoseconds System DRAM Microseconds FLASH Storage Milliseconds Disk Drive Storage 7

8 ガートナー社 2010年に注目すべき戦略的テクノロジ トップ10を発表 フラッシュ メモリはサーバやクライアント コンピュータのスト レージ階層に新たな層を提供し スペース 発熱 パフォーマン スおよび耐久性の面で大きなメリットをもたらします 8

9 <Insert Picture Here> Oracle Sun Flash ストレージラインナップ 9

10 Sun Flash ストレージ製品ラインナップ 高いI/O性能 低消費電力 Sun Storage F5100 (外部ストレージ) Performance and Scalability Sun Flash Accelerator F20 (PCI-Express Card) Flash Drives (2.5 & 3.5 SSDs) Sun Flash Module 10

11 Sun Flash Module 概要 フラッシュメモリ モジュール 容量 24GB SATAデバイスとして動作 SLCエンタープライズグレード フラッシュメモリ フォームファクタ JEDEC MO-258A (68.8 x 30.0 x 3.8 mm) 3Gbps SATA-II 信頼性/保守性 MTBF: 200万時間 LED: 障害LED (オレンジ色) 11

12 Sun Flash Module 外観図 フラッシュメモリコントローラ 障害LED NAND型 フラッシュメモリ NAND型 フラッシュメモリ DRAM レギュレーター 12

13 Sun Flash Module アーキテクチャ図 SLC (Single Level Cell) NAND型フラッシュメモリ 1GB x4-dieスタックパッケージを 8 つ配置し 合計32GBを搭載 (ただし OS は 24GB容量のデバイスとして認識) フラッシュメモリコントローラ NAND 型フラッシュメモリと DRAM を管理しシステムへのインタフェース を提供 ウェアレベリング 不良セルに対するトラッ キングおよびスペアブロックの割当等 DRAM 64MB DDR

14 Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card 概要 Solid State Storage PCI Express Card 容量 4つのフラッシュモジュール (DOM: Disk on Module) 96GB (24GB x 4) フォームファクタ 8-lane PCI Express (low-profile) ディスクコントローラ 2 x 4-wide 3Gb/s SASポート(*) 信頼性 エネルギーストレージモジュールに よるバックアップ電源 (*)現時点では未サポート 14

15 Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card 外観図 ESM OK LED ESM Service Required LED フラッシュモジュール (Disk on Module (DOM)) 電源LED FMod LED エネルギーストレージ モジュール(ESM) mini-sas コネクタ LSI 1068e SAS Controller 15

16 Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card アーキテクチャ図 x8 PCIe ESM スーパーキャパシタ (電気ニ重層コンデンサ) DOMに対するバックアップ電源 LSI LSI SAS1068e SAS1068e SASx12 SASx12 Mini-SAS (4 x SAS) Mini-SAS (4 x SAS) SATA2 ESM LSI 主電力喪失時に DRAM上のデータ をフラッシュメモリ上に退避 64MB 64MB FMC 64MB 64MB FMC DRAM DRAM FMC 64MB 64MB FMC DRAM DRAM FMC FMC 64MB 64MB DRAM DRAM FMC FMC DRAM DRAM DOM DOM DOM DOM 16

17 Sun Storage F5100 Flash Array 概要 1U Solid State ストレージアレイ 容量 最大80フラッシュモジュール (SATA FMods) 最大1.92TB 接続 4ドメイン(1ドメインあたり20FMods) 16x 4-wide SASポート(1 ドメインあ たり 4x 4-wide SASポート) 管理 Sun StorageTek Common Array Manager (CAM) 17

18 Sun Storage F5100 Flash Array 外観図 前面/背面 エネルギー ストレージ モジュール (ESM) 前面 背面 AC電源 コネクタ SAS ホストポート x16 サービスonlyポート 18

19 Sun Storage F5100 Flash Array 外観図 内部 フラッシュモジュール (FMods) 前面 背面 SASポート SASエキス パンダー チップ SASポート エネルギースト レージモジュール (ESM)ケージ ファンモジュール FPGA 電源ユニット 19

20 Sun Storage F5100 Flash Array アーキテクチャ図 20

21 F20: 基本ストレージ I/O 性能 Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card Achieves 100K 4K IOPS and 1.1 GB/sec (2009/11/18) モデル 容量 Random Read Random Write Sequential Read Sequential Write Read Latency Write Latency 4 DOMs 96GB 2 DOMs 48GB IOPS値 (I/O size: 4KB) 101K 68K 88K 44K Throughput (I/O size: 1024KB) 1.1GB/s 547MB/s 567MB/s 243MB/s Latency (I/O Size: 4KB) 0.32 ms 0.22 ms 1 DOM 24GB 35K 22K 273MB/s 125MB/s 21

22 F5100: 基本ストレージ I/O 性能 1.6 Million 4K IOPS in 1RU on Sun Storage F5100 Flash Array (2009/10/12) モデル 容量 Random Read Random Write Sequential Read Sequential Write Read Latency Write Latency 80 FMods Model 40 FMods Model 20 FMods Model 1 FMod 1,920GB 960GB 480GB 24GB IOPS値 (I/O size: 4KB) 1,591K 796K 397K 1,217K 610K 304K Throughput (I/O size: 1024KB) 12.8GB/s 9.7GB/s 6.4GB/s 3.2GB/s 4.8GB/s 2.4GB/s Latency (I/O Size: 4KB) 0.41 ms 0.28 ms 21K 15K 256MB/s 118MB/s その他 Oracle Sun Storage F5100 Flash Array Delivers World Record SPC-1C Performance (2010/4/14) 22

23 圧倒的な I/O 性能と費用対効果 F5100: 24GB SATA FMods (x1) vs. SAS HDD (x1) IOPS の比較 IOPS当たりの価格 IOPS F5100 FMod (D10R) Read 約60倍 Write 約30倍 120 円 /IOPS Read 約1/ J4200 SAS HDD 60 F5100 FMod (D10R) Write 約1/5 40 J4200 SAS HDD 20 0 Random Read Random Write Random Read Random Write 上記の値は システム事業統括ソリューション統括本部プロダクト パートナーソリューション本部にて行われた実測値か ら得られた値であり 保証値ではありません 本実測値は 2010年4月時点のデータです また価格は弊社表示価格に基 づいて比較した値です 23

24 F5100が使用されたベンチマーク結果 Sun SPARC Enterprise T5440 World Record SPECjAppServer2004 (2010/06/03) World Record The Sun SPARC Enterprise T5440 Servers with Oracle RAC Deliver World Record Database Result on TPC-C Benchmark (2009/11/03) World Record Midrange Server with Sun FlashFire Technology Delivers Record Performance on PeopleSoft Enterprise Payroll 9.0 (2009/10/13) World Record SPECweb2005 on Sun SPARC Enterprise T5440 World Record using Solaris Containers and Sun Storage F5100 Flash (2009/10/13) World Record MCAE ABAQUS faster on Sun F5100 and Sun X Single Node World Record (2009/10/13) World Record MCAE MCS/NASTRAN faster on Sun F5100 and Fire X4270 (2009/10/12) 性能 UP 24

25 <Insert Picture Here> Flash を用いてOracleデータベース を高速化させる方法 25

26 Flashを用いてデータベースを高速化する 3 つの方法 Oracle Exadata Version 2 世界最速のデータベースマシーン Full Flash 構成 Flash アレイ上に Oracle DBのデータ領域を配置 Database Smart Flash Cache 構成 or Oracle Database 11g R2 Enterprise Edition の新機能 26

27 Oracle Exadata Version 2 Sun Oracle Database Machine Exadata Storage Server を組み込み 超高速処理を 可能にするデータベース マシン Exadata Storage Server Oracle Database に最適化されたストレージ製品 Sun Flash Accelerator F20 が 1 Storage Server あたり 4 枚 (368GB) 搭載 Exadata Storage Software がプリインストール Exadata Smart Flash Cache 機能により ランダム I/Oのボトルネックを排除 x4 27

28 Exadata Smart Flash Cache Read I/Oを高速化するためのキャッシュ ストレージサイドでWrite through cacheとして動作 Write I/Oの高速化が目的 ではない オブジェクトをキャッシュする場合のWrite動作 1. Diskに書き込み 2. 書き込み完了ACK 3. 非同期でFlash Cacheにキャッシュ Database Server オブジェクトをキャッシュしない場合のWrite動作 2. Diskに書き込み 3. 書き込み完了ACK Flash Cache キャッシュするデータのRead動作 1. Diskからデータ読み込み 2. Flash Cacheにキャッシュ Exadata Storage Server すでにキャッシュされているデータのRead動作 1. Flash Cacheからデータ読み込み 28

29 Full Flash 構成 Oracle データベースのデータ領域を Flashストレージ上に配置 Oracleのバージョンやエディションに依存 せず高速化が可能 ただし F20や F5100 を使用する前提で は Oracle RAC / クラスタ構成には現状 適用できない Sun SPARC Enterprise M5000 データ領域 Sun Storage F5100 Sun Storage F

30 Full Flash 構成例 (1/2) M5000 に 1 つの OS ドメインを構成して これをデータベース サーバとして F5100 にデータを配置する構成 F5100 x1台構成 ドメイン#0 SG-XPCIE8SAS-E-Z SAS ケーブル Sun SPARC Enterprise M5000 データ領域 Sun Storage F5100 ASM等で筐体内 ドメイン間 でミラーするような構成とする ただし F5100の保守作業時に は本システムを停止する必要 がある 30

31 Full Flash 構成例 (2/2) F5100 x2台構成 (可用性を考慮する場合) M5000 に 1 つの OS ドメインを構成して これをデータベース サーバとして ミラーされた F5100 にデータを配置する構成 ドメイン#0 SG-XPCIE8SAS-E-Z SAS ケーブル Sun SPARC Enterprise M5000 データ領域 Sun Storage F5100 Sun Storage F5100 ASM等で筐体間ミラーするよう な構成とする 31

32 Database Smart Flash Cache SGAの拡張領域(バッファキャッシュの2次 キャッシュ)にFlashストレージを割当 Oracle データベース 11g R2 Enterprise Buffer Cache Editionの機能 Oracle Solaris, Oracle Enterprise Linux のみサポート init.ora に以下を指定するだけ すくないI/O Database Smart Flash Cache F20や F5100 を配置 db_flash_cache_file = <Flashデバイス> db_flash_cache_size = <サイズ> Oracle RAC / クラスタ構成も可能 従来のディスクストレージ (データ領域) 32

33 Database Smart Flash Cacheの動き ウォームデータ ホットデータ 16 GB バッファキャッシュ 3. LRUブロックが フラッシュキャッ シュへ F20 や F5100 (SGAの2-10倍が適切) 1. ブロックがバッ ファキャッシュに 読み込まれる 2. ダーティブロックはディスクへ コールドデータ 4. データベースは最 初にバッファキャッ シュのブロックを見 て その後フラッ シュキャッシュへ 3600 GB ハードディスク 33

34 Database Smart Flash Cache 性能結果 Oracle Flash Cache - SGA Caching on Sun Storage F5100 (2009/10/15) 検証概要 OLTP系アプリケーション 25GB SGA データ量>75GB DB Smart Flash Cacheを増加させてTPS 及び応答時間をベースラインと比較 検証環境 Sun SPARC Enterprise M5000 (8 x SPARC64 VII 2.4GHz Quad 96GB Memmory) Sun Storage F5100 x1 Sun Storage J4200 (146GB@15000rpm SAS HDDx12) x8 34

35 DB Smart Flash Cache 構成例 (1/4) 単一サーバ構成 F20を使用した場合 T5240をデータベースサーバとして F20を２枚搭載 Sun Storage 6180 にデータを配置する構成 Sun Flash Accelerator F20 キャッシュ領域 Sun SPARC Enterprise T5240 SG-XPCIE1FC-QF8-Z Sun Flash Accelerator F20 FCケーブル データ領域 Sun Storage 6180 ケーブル接続図 35

36 DB Smart Flash Cache 構成例 (2/4) 単一サーバ構成 F5100を使用した場合 M5000 に 2 つの OS ドメインを構成して それぞれ別のデータ ベースサーバとする それぞれのデータベースサーバのSmart Flash Cache 領域として それぞれF5100 の 2 ドメインを使用し Sun Storage 6180 にデータを配置する構成 ドメイン#0 ドメイン#1 SG-XPCIE1FC-QF8-Z SG-XPCIE8SAS-E-Z SAS ケーブル Sun SPARC Enterprise M5000 キャッシュ領域 FCケーブル Sun Storage F5100 データ領域 Sun Storage 6180 ただし この場合 F5100 保守作業 時には すべての OS ドメインで DB Smart Flash Cache が使用できなく なることにご注意ください 36

37 DB Smart Flash Cache 構成例 (3/4) 2 台の T5240をデータベースサーバのクラスタ構成とし て それぞれのサーバにF20を２枚搭載 Sun Storage 6180 を共有ディスクとしてデータを配置する構成 クラスタ構成 F20を使用した場合 Sun Flash Accelerator F20 サーバAの cache領域 SG-XPCIE1FC-QF8-Z Sun Flash Accelerator F20 Sun SPARC Enterprise T5240 サーバBの cache領域 クラスタインターコネクト* FCケーブル データ領域 Sun Storage 6180 *Oracle RAC構成時にはスイッチを経由での接続が必要となります 37

38 DB Smart Flash Cache 構成例 (4/4) 2台の M5000 内 (1OS ドメイン) をデータベースサーバのクラス タ構成とする それぞれのデータベースサーバのSmart Flash Cache 領域として それぞれF5100 の 2 ドメインを使用し Sun Storage 6180 にデータを配置する構成 クラスタ構成 F5100を使用した場合 SG-XPCIE1FC-QF8-Z X7280A-2 SG-XPCIE8SAS-E-Z ドメイン#0 ドメイン#0 クラスタインターコネクト* SAS ケーブル FCケーブル Sun SPARC Enterprise M5000 キャッシュ領域 ただし この場合 F5100 保守作業 時には すべての OS ドメインで DB Smart Flash Cache が使用できなく なることにご注意ください Sun Storage F5100 データ領域 Sun Storage 6180 *Oracle RAC構成時にはスイッチ経由での接続が必要となります 38

39 <Insert Picture Here> まとめ 39

40 エンタープライズグレードフラッシュモジュール Sun Storage F5100 HDDに対する優位性 高い I/O 性能 (データアクセスが高速) ディスク回転待ちやヘッドのシーク待ちがない 低い故障率 物理的に動作する部品がない アレイタイプ(ＦMod 最大 80枚搭載可能) 低消費電力 低発熱 騒音がない エンタープライズグレードフラッシュ Single Level Cell (SLC) 採用 フラッシュモジュール(ＦMod) MLCと比べ信頼性が高く 寿命が長い 24GB SATAデバイス 全体フラッシュメモリ容量(32GB) の 25%(8GB) をリザーブ 長寿命 不良セル対策 Sun Flash Accelerator F20 パフォーマンスの最大化 ESMによるデータ保護 バックアップ電源により予期せぬ停電においてもデータを保護 PCI-Express タイプ(ＦMod 4枚搭載) 高密度化可能なフォームファクタ 40

41 Flashを用いてデータベースを高速化する 3 つの方法 1 Oracle Exadata Version 2 世界最速のデータベースマシーン Oracle Exadata Sotarge Server に F20 が配置され Exadata Smart Flash Cache 機能によりホットデータをキャッシュ可能に Full Flash 構成 2 Flash アレイ上に Oracle DBのデータ領域を配置 Oracle のエディション バージョンに依存なく高速化可能 ただし Oracle RAC / クラスタ構成 は不可 Database Smart Flash Cache 構成 3 拡張SGA領域(バッファキャッシュの2次キャッシュ)にFlashを割当 Oracle Database 11g R2 Enterprise Edition の新機能 or Oracle Solaris Oracle Enterprise Linux のみサポート 41

42 Oracle Sun Flash ストレージ情報サイト 製品サイト Sun Flash Storage White Paper Speeding Data Access with the Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card erator+f20+pcie+card Accelerating Databases with Oracles Sun Storage F5100 Flash Array Storage +F5100+Flash+Array+Storage 製品マニュアル Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card Sun Storage F5100 Flash Array 42

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