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1 SSD を活用できるストレージ自動最適化機能 EMC ジャパン株式会社テクニカル コンサルティング本部プロダクト ソリューションズ統括部マネジャー竹内博史 JDSF~JAVCOM2010 年秋季技術交流セミナー SSD の最新情報から映像まで 主催 : JDSF 技術交流 WG 共催 : JAVCOM 技術研究委員会 2010/10/27

2 アジェンダ EMC ストレージの SSD( フラッシュドライブ ) 採用の歴史 ストレージにおけるフラッシュドライブの効果 フラッシュドライブを活用できるストレージ自動最適化機能の紹介 FAST( ストレージ自動階層化機能 ) FAST Cache( フラッシュドライブをキャッシュとして利用 ) まとめ 2

3 EMC SSD( フラッシュドライブ ) 対応済みプライマリ ストレージラインナップ EMC の優れたソリューション : 優位性 実証済みのテクノロジー 最高レベルの価値 Symmetrix DMX-3 と DMX-4 DMX DMX CLARiX CX4 UltraScale シリーズ Celerra (Unified Storage) NS-480 NS-960 NS-120 ゲートウェイ型 VMAX SE VMAX ファイバ チャネルおよび iscsi AX4 NX4 統合型 NS-VG2 NS-VG8 容易な操作電力効率性情報中心型セキュリティ投資保護 実績に裏付けられた高可用性はあらゆるミッションクリティカル業務に適用可能 スケールアウトアーキテクチャ採用でスモールスタートから超大規模 (2400 ドライブ ) までの拡張性 充実したビジネス継続性 ( ローカル / リモート複製 ) 機能群 ミッドレンジながら実績ベースで % の稼働率を記録 接続性インタフェース (FC/ iscsi/fcoe) の柔軟な拡張 2 世代前のモデルからのアップグレード可能 サーバ仮想化環境に対応した使いやすいインタフェース サービスレベル維持と高い拡張性を両立した高可用性クラスタ (Active-Standby, N:1 Cluster) ファイルサーバ専用 OS ながら Windows 環境との高い親和性 ポリシーベースのファイル圧縮や重複除外機能で高い容量効率を実現 3

4 ストレージアレイが採用するフラッシュドライブとは? エンタープライズ用途 SSD: 企業活動 ( 業務 ) における 高レベルの要求に対応できる性能と信頼性を備えた ハイエンドフラッシュドライブ 一般的な SSD エンタープライズ SSD 搭載 フラッシュメモリ 採用 インタフェース 性能 耐久性に関する実装 MLC(Multi Level Cell) NAND or NOR 読み込みに最適化 USB or SATA バッドブロックのリマップ / リフォーマット SLC(Single Level Cell) NAND FibreChannel or SAS ( デュアルポート ) マルチチャネルパラレルコントローラ ウェアレベリング 4

5 EMC フラッシュドライブ採用年表 DMX4 CX Celerra NS 3 月 73GB 146GB 12 月 73GB 73GB 200GB 400GB 月 VMAX 4 月 200GB 400GB 400GB 400GB 9 月 200GB 200GB 100/200GB 100/200GB 8 月 5

6 フラッシュドライブ採用によりストレージコスト削減は可能 ランダムパターン, 高多重度, 小 I/O ブロックの業務アプリ ( データベースなど ) 高性能 HDD(15Krpm): ドライブあたり 180 IOPS(I/O per second) 程度 * フラッシュドライブ : ドライブあたり 3000 IOPS 程度 * 例 ) 48,000 IOPS の I/O スループットを発揮するには?* 高性能 HDD で構成 = 267 ドライブ フラッシュドライブで構成 = 16 ドライブ HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD EFD EFD EFD EFD EFD EFD EFD EFD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD EFD EFD EFD EFD EFD EFD EFD EFD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD HDD 初期導入コスト 設置面積 消費電力 削減効果あり *4~8KB ブロックランダム Read 100% の場合 6

7 ストレージ階層化は意外と難しい 一般的なストレージ負荷分布 ストレージ階層化によりインフラコストとサービスレベルを最適化することが可能 階層ストレージ Tier 1 フラッシュドライブ Tier 2 FC HDD 15K 新規業務 ( データベース ) 容量要件 : 5TB ピーク性能 : 5000 IOPS? 個 (GB) Tier 3 SATA HDD 7.2K? 個 (GB)? 個 (GB) 要求サービスレベルに効率良く対応 ( 設計 ) するには ストレージに対する深い知識と多くの経験が必要 7

8 手動による最適な状態の維持は困難 負荷 ワークロードの時間変化 業務 A ー業務 B ー業務 C ー 時間 ストレージの最適化運用サイクル パフォーマンスデータ収集 パフォーマンス容量使用状況分析 構成変更計画の作成 データ移行実施 ストレージの性能状況分析と最適化 ( データ再配置 ) には深い知識と経験に加え多大な時間が必要 8

9 EMC FAST (Fully Automated Storage Tiering) 概要 Symmetrix CLARiX Celerra I/O 要求とユーザ設定ポリシに応じて 階層間のデータ最適化 ( 再配置 ) をストレージが自動的に行う機能 EMC の全てのプライマリストレージ製品に実装 (2009 年 12 月リリース ) 実績ある各種ストレージ機能を集約して FAST を実現 9

10 FAST 基本動作 (Symmetrix VMAX) 階層化された共有プール Tier 1 フラッシュドライブ Tier 2 FC HDD 15K 論理 ( 仮想 ) ボリューム 1 2 A) 設定したモニタリング時間帯 ( ポリシに定義 ) に ストレージが I/O 統計情報を取得 3 Tier 3 SATA HDD 7.2K 4 10

11 FAST 基本動作 (Symmetrix VMAX) 階層化された共有プール Tier 1 フラッシュドライブ 論理 ( 仮想 ) ボリューム 1 A) 設定したモニタリング時間帯 ( ポリシに定義 ) に ストレージが I/O 統計情報を取得 Tier 2 FC HDD 15K Tier 3 SATA HDD 7.2K B) 設定したポリシと取得した統計情報を元に 指定した時間にストレージがデータを最適配置 ( 階層間のデータ移動 ) を実施 1 サービスレベルとコストがバランスできる階層化 2 自動的に最適な階層間データ配置を実現 11

12 FAST 実装例 ( 国内流通業 ) 本番業務サーバ群 開発サーバ群 ユーザの課題 20 以上の業務に対し サービスレベルに応じてハイエンド, ミッドレンジストレージ 3 台を使い分けていたが 容量効率が低く運用コストが高い サービスレベルの時間変化に対応できず 過剰な設備を長期間使用 情報系業務のデータ容量が数年後に倍増が見込まれる Symmetrix VMAX (4 engines) + FAST 12

13 FAST 実装例 ( 国内流通業 ) 本番業務サーバ群 本番プール 開発プール Symmetrix VMAX (4 engines) + FAST 開発サーバ群 ユーザの課題 20 以上の業務に対し サービスレベルに応じてハイエンド, ミッドレンジストレージ 3 台を使い分けていたが 容量効率が低く運用コストが高い サービスレベルの時間変化に対応できず 過剰な設備を長期間使用 情報系業務のデータ容量が数年後に倍増が見込まれる Symmetrix VMAX+FAST 効果 増設容量 ( 既存の約 3 倍 ) を確保しつつ運用コスト削減 ( 設置面積, 消費電力共に削減 ) FAST により業務のサービスレベルの変化に柔軟に対応可能 運用の簡素化により ストレージ管理の内製化が現実的になり 俊敏性の向上が期待される 13

14 CLARiX FAST 最新バージョン概要 (Sub-LUN 単位の最適化 ) 共有プール Tier 1 フラッシュドライブ 論理 ( 仮想 ) ボリューム 1 Tier 2 FC HDD 15K 2 Tier 3 SATA HDD 7.2K

15 CLARiX FAST 最新バージョン概要 (Sub-LUN 単位の最適化 ) 共有プール Tier 1 フラッシュドライブ 論理 ( 仮想 ) ボリューム チャンクと呼ばれるデータブロック単位に最適化 1 Tier 2 FC HDD 15K 2 Tier 3 SATA HDD 7.2K 3 4 更に高い効率を実現 より尐ないフラッシュドライブ, より多くの SATA ドライブで同一サービスレベルを実現 シン プロビジョニング機能と併用可能 15

16 CLARiX FAST Cache 概要 FAST( ドライブ間最適化 ) コントローラ CPU DRAM フラッシュドライブ FAST Cache ( キャッシュの拡大 ) FAST Cache は短時間の I/O 要求変動に柔軟に対応 負荷 フラッシュドライブをキャッシュ (Read/Write) として使用し I/O 性能を改善 最大 2TB まで拡張可能 時間 CLARiX CX4 ドライブ 短時間の変動には FAST Cache, 中長期トレンドには FAST で最適化 16

17 Case 1 Case 2 Case 3 FAST Cache を Oracle 環境で使用した効果例 Source: Leveraging EMC FAST Cache with Oracle OLTP Database Applications Applied Technology (EMC White Paper) FAST Cache 構成の有無で性能 (TPM) を比較 検証構成 DELL R900 x 1 台 Oracle 11g R2 Oracle ASM DB Size 1.2TB Brocade 5100B x 2 台 CX4-960 x 1 台 RAID 構成 R5 (4+1) ディスク構成基本構成 600GB FC Drive x 45 本 Case1 (FCD45) 73GB Flash Drive x 8 本 600GB FC Drive x 45 本 Case2 (FCD25) 73GB Flash Drive x 8 本 600GB FC Drive x 25 本 Case3 (SATA45) 73GB Flash Drive x 8 本 SATA Drive x 45 本 Online Redo Log は FAST Cache を Disable に設定 DELL R900 Brocade 5100B CX4-960 FLARE R30 検証結果 基本構成と FAST Cache 構成を性能比較すると約 2.4 倍 FAST Cache 構成で性能が向上した FAST Cache に I/O がヒットしているためどのディスク構成パターンでもほぼ同等の性能が得られる結果となった 基本構成 FAST Cache 構成 17

18 まとめ 1.EMC はいち早くストレージに SSD( フラッシュドライブ ) を採用し 多くの顧客の業務効率化に貢献しています 2. ストレージインフラのサービスレベルとコストの最適化を追求し フラッシュドライブや大容量 SATA ドライブを積極的に活用する階層化が普及し始めています 3. 階層化の考え方をより推し進めるため EMC では FAST や FAST Cache の様な ストレージにインテリジェンスを実装し 最適化運用を自動化する機能を他社に先駆けて提供しています 18

19 THANK YOU 19