パフォーマンスレポート PCIe-SSDs

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS ホワイトペーパー FUJITSU PRIMERGY サーバパフォーマンスレポート PCIE-SSD この資料では 一部の PRIMERGY サーバで使用できる PCIe-SSD のディスク I/O パフォーマンスについて詳しく説明します 測定結果とともに 測定方法と測定の実施環境についても簡単に説明します バージョン 1.a 213-7-4 目次 ドキュメントの履歴... 2 基本情報と製品データ... 3 測定方法... 5 測定結果... 6 単体の PCIe-SSD... 6 RAID アレイと単独で使用する場合の PCIe-SSD.. 1 公称容量の影響... 13 他のストレージ媒体との比較... 18 測定環境... 19 関連資料... 2 お問い合わせ先... 2 Fujitsu Technology Solutions 211-213 1/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 ドキュメントの履歴 バージョン 1. 初回報告版バージョン 1.a マイナー修正 Fujitsu Technology Solutions 211-213 2/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 基本情報と製品データ PCIe-SSD は PRIMERGY サーバ用の革新的な非揮発性ストレージ媒体です 特定のケースにおいて SAS または SATA インターフェースを持つ ハードディスクドライブ (HDD) または ソリッドステートドライブ (SSD) の代わりに論理ハードディスクドライブとして使用できます PCIe-SSD ストレージ媒体は PCIe バスと直接結合されているため 非常に高いトランザクションレートを発揮し 遅延を削減できます このストレージ媒体は 以下のような非揮発性の環境に保存されているデータへの高速アクセスを可能します データベース Web 2. サーバ ページファイル ( 特にページファイルがメモリ管理コンセプトで重要な役割を果たす仮想環境で有効です ) 製品データ 現在発売されている PCIe-SSD は マルチレベルセル (MLC)NAND タイプのメモリをベースとしたフラッシュメモリです 現在は 2 種類の PCIe-SSD が用意されており 公称容量はそれぞれ 32 GB と 64 GB です ストレージ媒体自体に強力なコントローラーが内蔵されているため RAID コントローラーを別途用意する必要はありません サーバへのバスインターフェースは PCIe 1. x4 タイプで 最大約 86 MB/s の実効スループットが得られます PCIe-SSD の 64 kb ブロックサイズでの最大スループット値は次のとおりです 負荷プロファイル PCIe-SSD 32 GB MLC 最大スループット PCIe-SSD 64GB MLC 1 % リード 64 kb ブロックサイズ 735 MB/s 75 MB/s 1 % ライト 64 kb ブロックサイズ 51 MB/s 55 MB/s PCIe-SSD は起動ドライブとして使用できません 管理ソフトウェア PCIe-SSD には グラフィカル管理ソフトウェアの iomanager が付属しています このソフトウェアには ストレージ媒体のフォーマットを行うための Format Low-Level メニューと設定オプションなどが含まれています 標準で使用される設定では ライト性能とストレージ容量をバランス良く調整しています 具体的なアプリケーションシナリオに合わせてこれらのフォーマットオプションを使い分けることで ストレージ容量 / ライトパフォーマンスのいずれかを重視した設定が得られます 現在使用できるフォーマットオプションは次のとおりです 標準容量 : PCIe-SSD フォーマットの標準設定 このオプションでは 公称容量と実際のストレージ容量が等しくなります 最大容量 : 媒体の実際のストレージ容量を増やします ライト速度とリザーブブロックのストックが減るため ライトサイクルが多すぎるとブロック切れが発生します ライトパフォーマンス重視 : ストレージ容量を 3 % 使用してライトパフォーマンスを上げます 最大ライトパフォーマンス : ストレージ容量を 5 % 使用してライトパフォーマンスを最高レベルまで引き上げます PCIe-SSD の再フォーマットを行うと 処理中にストレージ媒体が再構築されるため 保存されているデータが必然的に削除されます Fujitsu Technology Solutions 211-213 3/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 ストレージ容量は PCIe-SSD を選ぶ際に特に重要な要素になります フォーマットオプションに応じて 実際のストレージ容量は公称容量から次のように変化します 公称容量 フォーマットオプション 実際のストレージ容量 最大ライトパフォーマンス 16 GB 32 GB ライトパフォーマンス重視 224 GB 標準容量 32 GB 最大容量 ~352 GB 最大ライトパフォーマンス 32 GB 64 GB ライトパフォーマンス重視 448 GB 標準容量 64 GB 最大容量 ~74 GB PCIe-SSD をページファイルとして使用する場合は 最適なパフォーマンスが得られるように [Page File Support( ページファイルサポート )] セクションの標準設定である [Disable Page File Support( ページファイルサポートを無効にする )] をオフにして [Enable Page File Support( ページファイルサポートを有効にする )] をオンにする必要があります この設定は PCIe-SSD の他の用途のパフォーマンスには影響しません Fujitsu Technology Solutions 211-213 4/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 測定方法 測定方法とディスク I/O パフォーマンスの基本については ディスク I/O パフォーマンスの基本 ホワイトペーパーで説明しています 標準では PRIMERGY サーバのディスクサブシステムのパフォーマンス測定は 既定の測定方法で行われます この測定方法では 仕様に基づいて 実際のアプリケーションシナリオのハードディスクアクセスをモデル化します 必要な仕様は次のとおりです ランダムアクセス / シーケンシャルアクセスの比率 リード / ライトアクセスタイプの比率 ブロックサイズ (KB) パラレルアクセスの数 ( 処理待ち I/O の数 ) これらの仕様値を組み合わせたものを 負荷プロファイル と呼びます 以下の 5 種類の標準負荷プロファイルを一般的なアプリケーションシナリオに割り当てることができます 標準負荷プロファイル アクセス方法アクセスの種類ブロックサイズ [KB] リードライト アプリケーション ファイルコピーランダム 5 % 5 % 64 ファイルのコピー ファイルサーバランダム 67 % 33 % 64 ファイルサーバ データベースランダム 67 % 33 % 8 ストリーミングシーケンシャル 1 % % 64 データベース ( データ転送 ) メールサーバ データベース ( ログファイル ) データバックアップビデオストリーミング ( 一部 ) リストアシーケンシャル % 1 % 64 ファイルのリストア 異なる負荷強度でパラレルにアクセスするアプリケーションをモデル化するには 処理待ち I/O の数 を 1 3 8 と増やしていき 最終的に 512 まで引き上げます (8 以降は 2 の乗数で増加します ) この資料の測定は これらの標準負荷プロファイルに基づいています 測定の主な結果は以下のとおりです スループット [MB/s] 1 秒あたりのデータ転送量 ( メガバイト単位 ) トランザクション [IO/s] 1 秒あたりの I/O 処理数 遅延 [ms] 平均応答時間 ( ミリ秒単位 ) 通常 シーケンシャルな負荷プロファイルでは スループット が使用され 小規模なブロックサイズを使用するランダムな負荷プロファイルでは トランザクション が使用されます データスループットとトランザクションは互いに正比例の関係にあるので 次の計算式で相互に算出できます スループット [MB/s] トランザクション [IO/s] = トランザクション [IO/s] ブロックサイズ [MB] = スループット [MB/s] / ブロックサイズ [MB] Fujitsu Technology Solutions 211-213 5/2 ページ

Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 測定結果 ここでは データベース ファイルサーバ ファイルコピー ストリーミング リストア という 5 つの標準負荷プロファイルを使用します プロファイルについては PCIe-SSD のパフォーマンスを検証するための 測定方法 を参照してください ストレージ媒体へのアクセス図でさまざまな負荷強度を考慮する場合 富士通テクノロジー ソリューションズでは 処理待ち IO の数 で負荷強度を指定します 負荷強度が低いアプリケーションの場合は処理待ち IO の数を 1 に設定し 負荷強度が高い場合は処理待ち IO の数を 512 に設定します 単体の PCIe-SSD 基本的な留意事項を明らかにするために まず公称容量 32 GB の単体の PCIe-SSD について検証します 最初にランダムアクセスの負荷プロファイルを検証し その後 シーケンシャルアクセスの負荷プロファイルを検証します ランダムアクセス ランダムアクセスの場合 パフォーマンスの測定基準として IO/s 単位でトランザクションレートを示します 次の図は データベース 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 67 % リード 8 kb ブロックサイズ ) のトランザクションレートを示したものです 2 つのフォーマットオプションの ライトパフォーマンス重 3 25 2 15 1 5 負荷プロファイル データベース Advertised Capacity Maximum Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance 視 () と 最大ライトパフォーマンス () では すべての負荷強度で同様のパフォーマンスを発揮しています 負荷強度が低い場合 PCIe-SSD は すべてのフォーマットオプションで 4 IO/s の値を示します 負荷が非常に高い場合 標準フォーマットの 標準容量 () と 最大容量 () では トランザクションレートが約 22 IO/s まで上昇します 処理待ち IO = 1~32 では すべてのフォーマットオプションでトランザクションレートがほぼ同じになります そのまま処理待ち IO の数が増えた場合にのみ フォーマットオプション間での違いが明らかにわかります ライトパフォーマンス重視 () と 最大ライトパフォーマンス () では 負荷が非常に高い場合に約 29 IO/s まで上昇します Fujitsu Technology Solutions 211-213 6/2 ページ

Transaction rate [IO/s] Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 次の図は ファイルサーバ 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 67 % リード 64 kb ブロックサイズ ) のトランザクションレートを示したものです 標準容量 () 標準フォーマットと 最大容量 () 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルサーバ Advertised Capacity Maximum Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance フォーマットオプションの場合 負荷強度が低いときのトランザクションレートは約 2 IO/s になり 負荷強度が非常に高いときは約 43 IO/s まで上昇します ライトパフォーマンス重視 () と 最大ライトパフォーマンス () でも 負荷強度が最も低いときのトランザクションレートは 2 IO/s ですが 負荷強度が高まるにつれて 標準容量 () 標準フォーマットとの差が大きくなり 86 IO/s () と 92 IO/s() まで上昇します 処理待ち IO = 8~32 の範囲では 最大容量 () のトランザクションレートは 標準容量 () より 6 IO/s 低くなります 上記のケースでは ライト比率が 33 % でした 負荷プロファイルのライト比率を高くすると 2 つのフォーマットオプションのライトパフォーマンスの差がより明確になると予想できます この効果は ファイルコピー 負荷プロファイル ( ランダムア 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルコピー Advertised Capacity Maximum Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance クセス 5 % リード 64 kb ブロックサイズ ) のトランザクションレートから検証できます この負荷プロファイルでは すべての負荷強度において 標準容量 () フォーマットオプションが 最大容量 () とほぼ同じパフォーマンスを発揮しています この 2 つのフォーマットオプションのトランザクションレートは 負荷強度が最も低いときに 2 IO/s になり 負荷が高くなるにつれて約 3 IO/s まで上昇します 一方 他の 2 つのフォーマットオプション () では 負荷強度が最も低い状態で既に 34 IO/s を達成しています 負荷強度を処理待ち IO = 512 まで上げると ライトパフォーマンス重視 () では約 8 IO/s になり 最大ライトパフォーマンス () では 9 IO/s 以上になります Fujitsu Technology Solutions 211-213 7/2 ページ

Throughput [MB/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 シーケンシャルアクセス PCIe-SSD は 実稼動アプリケーションのシーケンシャルアクセス用途ではほとんど使用されません これは 通常のハードディスクがこの用途で既に高いパフォーマンスを達成しているからです しかし 完全を期すために この資料ではこの負荷プロファイルについても説明します シーケンシャルアクセスでは トランザクションレートはパフォーマンスの測定基準として使用されず スループットが MB/s 単位で示されます 達成できるスループット値を理解するには ストレージ媒体の最大値を知ることが必要不可欠です 前述のように マニュアルで規定されている 64 kb ブロックサイズの最大値は以下のとおりです 負荷プロファイル 最大スループット PCIe-SSD 32 GB MLC PCIe-SSD 64GB MLC 1 % リード 64 kb ブロックサイズ 735 MB/s 75 MB/s 1 % ライト 64 kb ブロックサイズ 51 MB/s 55 MB/s これらの値は 以下の分析の基準として使用されます 次の図は ストリーミング 負荷プロファイル ( シーケンシャルアクセス 1 % リード 64 kb ブロックサイズ ) のスループットを示したものです 負荷強度が最も低い状態では すべてのフォーマットオプショ 7 6 5 4 3 1 PCIe-SSD 32 GB 負荷プロファイル ストリーミング ンにおいて約 16 MB/s のスループットが得られます 負荷強度が高くなると 標準容量 () および 最大容量 () のスループットは約 5 MB/s まで上昇します これは純粋なリードアクセスの場合ですが ライトパフォーマンスを重視する 2 つのフォーマットオプション () では 6 MB/s 以上のスループットを達成できます 2 1 Advertised Capacity Maximum Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance Fujitsu Technology Solutions 211-213 8/2 ページ

Throughput [MB/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 次の図は リストア 負荷プロファイル ( シーケンシャルアクセス 1 % ライト 64 kb ブロックサイズ ) のスループットを示したものです ライトパフォーマンスを重視した 2 つのフォーマットオプション 7 6 5 4 3 2 1 1 PCIe-SSD 32 GB 負荷プロファイル リストア Advertised Capacity Maximum Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance ライトパフォーマンス重視 () と 最大ライトパフォーマンス () では すべての負荷強度で同様のパフォーマンスを発揮しています 標準容量 () および 最大容量 () フォーマットオプションでは 負荷強度が最も低いときのスループットは約 29 MB/s ですが ライトパフォーマンスを重視した 2 つのフォーマットオプション () では 約 44 MB/s まで上昇します 負荷強度が高くなると 標準容量 () および 最大容量 () ではスループットが最終値の 48 MB/s にすぐに達し 他の 2 つのケース () では 54 MB/s に達します 最大容量 () を使用する場合 処理待ち IO = 2~32 の範囲では スループットが 標準容量 ( ) より平均で約 2 MB/s 低くなります フォーマットオプションのパフォーマンスに関する総合比較 ライトパフォーマンスを重視したフォーマットオプションと標準フォーマットでのパフォーマンスの差は ランダム負荷プロファイルで最も大きくなります ライトパフォーマンスを重視した 2 つのフォーマットオプションによるパフォーマンスの改善効果は シーケンシャル負荷プロファイルでも見られます しかし 標準容量 標準フォーマットで PCIe-SSD のほぼ最大のスループットが既に得られるため シーケンシャル負荷プロファイルでのパフォーマンスの向上はそれほど期待できません 全体として 標準容量 標準フォーマットで既に高いレベルのパフォーマンスを発揮しています パフォーマンスは ライトパフォーマンス重視 および 最大ライトパフォーマンス のすべてのケースでさらに高めることができます この 2 つのフォーマットオプションは ほとんどのケースで同じように動作しますが ライトパフォーマンス重視 オプションはストレージの残り容量が比較的多い場合に適しています 最大ライトパフォーマンス への再フォーマットは パフォーマンスの観点から見ると ランダム負荷プロファイルのブロックサイズとライト比率が大きい場合のみ効果を発揮します Fujitsu Technology Solutions 211-213 9/2 ページ

Transaction rate [IO/s] Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 RAID アレイと単独で使用する場合の PCIe-SSD 他の論理ドライブと同様に RAID アレイは オペレーティングシステムレベルで PCIe-SSD から構築することもできます フェールセーフを高めるには RAID 1 を使用します ライトプロファイルにそれほど特化していない負荷プロファイルでは この RAID レベルでアクセスのリード比率のパフォーマンスを高めることもできます フェールセーフよりもパフォーマンスの高さを重視するアプリケーションでは 2 つの PCIe-SSD から RAID アレイを構築することもできます ここからは 単体の PCIe-SSD( ここでは 32 GB バージョンを例として使用します ) によるさまざまな負荷強度に対応する RAID 構成を 5 つの標準負荷プロファイルでそれぞれ比較します まず 標準容量 標準フォーマットから検証しましょう 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 負荷プロファイル データベース フォーマット 標準容量 1 PCIe-SSD RAID 1 RAID - 2 データベース 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 67 % リード 8 kb ブロックサイズ ) のケースでは 負荷強度が最も低い場合 RAID 1 アレイ () と RAID アレイ () は PCIe-SSD 単体 () と同じトランザクションレートになります 負荷強度を処理待ち IO = 512 まで高めると トランザクションレートははるかに大きくなります 単体の PCIe-SSD() では約 21 IO/s まで上昇し RAID 1 アレイ ( ) では約 28 IO/s に達します RAID アレイ () では約 49 IO/s まで上昇します 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルサーバ フォーマット 標準容量 1 PCIe-SSD RAID 1 RAID - 2 ファイルサーバ 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 67 % リード 64 kb ブロックサイズ ) のケースでは RAID 1 アレイ () は単体の PCIe-SSD() と全体的に同じパフォーマンスレベルになります 負荷強度が低い場合 RAID 1() のパフォーマンスのほうが最大 2 % 低くなります 負荷強度が高い場合 RAID 1() のパフォーマンスのほうが最大 1 % 高くなります RAID アレイ () では 最高のパフォーマンスが得られます 負荷強度が低いときは 単体の PCIe-SSD() の約 2 IO/s に対して RAID アレイ () では約 28 IO/s を達成します また 負荷強度が高いときは 単体の PCIe-SSD の約 42 IO/s に対して約 12 IO/s 以上を達成します Fujitsu Technology Solutions 211-213 1/2 ページ

Throughput [MB/s] Throughput [MB/s] Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 9 8 7 6 5 4 3 負荷プロファイル ファイルコピー フォーマット 標準容量 1 PCIe-SSD RAID 1 RAID - 2 ファイルコピー 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 5 % リード 64 kb ブロックサイズ ) のケースでは RAID 1 アレイ () のパフォーマンスは負荷強度が低いときに単体の PCIe-SSD() より約 15 % 低くなりますが その後負荷が上がれば同じ最高値に達します 単体の PCIe-SSD() と比較すると RAID アレイ () は 負荷強度が低い状態ではパフォーマンスが 44 % 高くなり 負荷強度が高くなると 18 % 以上高くなります 2 1 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ストリーミング フォーマット 標準容量 1 PCIe-SSD RAID 1 RAID - 2 ストリーミング 負荷プロファイル ( シーケンシャルアクセス 1 % リード 64 kb ブロックサイズ ) では 負荷強度が低い場合 ( 処理待ち IO = 1) RAID 1 アレイ () は単体の PCIe-SSD() と同等パフォーマンスに留まります 負荷強度が高まると パフォーマンスの差は 1 % 以上まで拡大します RAID () と単体の PCIe-SSD() を比較すると RAID では すべての負荷強度範囲でパフォーマンスレベルが平均 1 % 高くなります たとえば 処理待ち IO = 512 の場合は約 14 % になります 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル リストア フォーマット 標準容量 1 PCIe-SSD RAID 1 RAID - 2 リストア 負荷プロファイル ( シーケンシャルアクセス 1 % ライト 64 kb ブロックサイズ ) のケースでは 処理待ち IO = 16 までの RAID 1() パフォーマンス曲線は 単体の PCI-SSD() より最大約 25 % 低くなります 負荷強度が高い場合は いずれもほぼ同レベルのパフォーマンスになります このプロファイルでは RAID () も単体の PCIe-SSD() よりはるかに高いパフォーマンスレベルを達成します RAID () は すべての負荷強度範囲で平均 1 % 以上高いパフォーマンスを発揮します 処理待ち IO = 64 の場合は 平均で 115 % 以上です Fujitsu Technology Solutions 211-213 11/2 ページ

単位 ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 前述の 単体の PCIe-SSD セクションでは 選択するフォーマットオプションの違いによって単体の PCIe-SSD のパフォーマンスが変化することがわかりました それでは 標準フォーマットの 標準容量 以外を使用する場合に PCIe-SSD で構成した RAID アレイでどのようなパフォーマンスレベルが得られるのでしょうか? 以下の表を参照してください すべてのフォーマットオプションにおける 5 つの標準負荷プロファイルの PCIe-SSD のパフォーマンス値をまとめています 異なる負荷強度 ( 低 中 高 ) を適用したアプリケーションインスタンスは それぞれ処理待ち IO = 1 16 512 に対応しています 異なるフォーマットオプションで個々の値を増やしながら 標準容量 標準フォーマットの適切な値と比較した結果は 該当する表のセルの灰色の濃さで示しています 白いセルは最大 3 % の偏差を表し 最も薄い灰色は 3 % ~6 % の範囲での増加を表しています 中間の灰色は 6 %~12 % の増加を表し 最も濃い灰色は 12 % 超の増加を表しています 負荷プロファイル 単体の PCIe-SSD 標準容量 最大容量 ライトパフォーマンス重視 最大ライトパフォーマンス 処理待ち IO 数処理待ち IO 数処理待ち IO 数処理待ち IO 数 1 16 512 1 16 512 1 16 512 1 16 512 データベース IO/s 3881 14256 21327 3846 1423 221 4265 15159 28751 4284 1534 28937 ファイルサーバ IO/s 212 3999 4225 268 3354 4116 226 5554 8245 2213 5793 8626 ファイルコピー IO/s 25 3172 316 1988 3182 2961 3273 5795 7952 347 626 9156 ストリーミング MB/s 154 425 54 153 421 52 165 59 64 167 52 619 リストア MB/s 292 498 488 288 48 482 442 543 539 437 541 541 RAID 1 データベース IO/s 3459 15354 27954 3224 17125 25915 415 258 4546 372 2533 4777 ファイルサーバ IO/s 1682 3916 484 1864 3938 491 2683 7421 12237 2498 7697 1353 ファイルコピー IO/s 1754 314 295 1671 3219 313 2895 6396 989 3134 7482 11591 ストリーミング MB/s 16 771 147 156 744 12 171 88 121 216 924 1223 リストア MB/s 27 433 471 219 431 455 45 523 527 249 523 527 RAID データベース IO/s 4127 22285 48826 42 2185 49798 3866 21541 49397 3852 21775 49642 ファイルサーバ IO/s 2779 683 12472 2775 6853 12727 2428 8299 1757 245 8148 16933 ファイルコピー IO/s 2861 5853 8733 332 5274 8416 3694 8492 16328 4749 8945 17578 ストリーミング MB/s 39 85 1195 338 829 1184 325 111 1351 479 987 1346 リストア MB/s 664 141 153 589 141 159 469 14 155 661 138 154 この表でわかることは 標準フォーマットの代わりにライトパフォーマンスを重視した 2 つのフォーマットオプションを使用することで ほぼすべてのケースでパフォーマンスを大幅に改善できるということです ライト比率でブロックが小さいランダム負荷プロファイルの場合 ( データベース 負荷プロファイルが該当します ) 単体の PCIe-SSD と RAID 1 で再フォーマットが効果を発揮します ライト比率でブロックが大きいランダム負荷プロファイルの場合 ( ファイルサーバ および ファイルコピー 負荷プロファイルが該当します ) 再フォーマットはパフォーマンスの観点から効果があると言えます RAID 1 で得られるパフォーマンスの向上は非常に明確で 最良のケースでは約 4 倍 単体の PCIe-SSD では約 3 倍 RAID では約 2 倍の改善が得られます 負荷強度が高い場合に 常に最高の効果が得られます シーケンシャル負荷プロファイルの場合 再フォーマットを行うと ほとんどの場合 %~25 % の改善が得られます この数値はこれ以上大きくなりません PCIe-SSD はデフォルトでこれらの負荷プロファイルの最大値を既に達成しています また ライトパフォーマンス重視 および 最大ライトパフォーマンス では すべての負荷プロファイルで比較的同じような動作をします このため ライトパフォーマンス重視 オプションでパフォーマンスを上げるには 残りのストレージ容量が多い方が有利です 最大ライトパフォーマンス への再フォーマットは ランダム負荷プロファイルでライト比率が高いケース ( ファイルコピー 負荷プロファイルなど ) でのみ効果を発揮します Fujitsu Technology Solutions 211-213 12/2 ページ

Transaction rate [IO/s] Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 公称容量の影響 PCIe-SSD の 32 GB バージョンと 64 GB バージョンは ストレージ容量だけでなく パフォーマンスも異なります 公称容量が大きいバージョンでは すべてのケースで少なくとも同等のパフォーマンス値が得られ ほとんどのケースでパフォーマンス値が高くなります 負荷プロファイルと負荷強度に応じて パフォーマンスの差は大きく異なります 2 つの容量バージョンを 5 つの標準負荷プロファイルで比較した結果を以下に示します 最初は標準フォーマットの 標準容量 を使用します 3 25 2 15 1 5 負荷プロファイル データベース フォーマット 標準容量 64GB 32GB 左の図は データベース 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 67 % リード 8 kb ブロックサイズ ) で 2 つの容量バージョンを比較したものです 2 つの容量バージョンのトランザクションレートは 処理待ち IO = 64 程度の負荷強度までは大きく異なりません 負荷強度が処理待ち IO = 512 まで上昇すると 容量が大きいバージョン () のトランザクションレートが約 29 IO/s まで増加しますが 容量が小さいバージョン () は容量が大きいバージョンより常に低くなり 約 22 IO/s に留まります 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルサーバ フォーマット 標準容量 64GB 32GB 次の図は ファイルサーバ 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 67 % リード 64 kb ブロックサイズ ) で 2 つの容量バージョンを比較したものです 負荷強度が小さい段階では 2 つの容量バージョンのトランザクションレートの差はごくわずかです 容量が小さいバージョン () の約 2 IO/s に対し 容量が大きいバージョン () は約 22 IO/s になっています 負荷強度が処理待ち IO = 512 まで上昇すると 容量が大きいバージョンがリードを広げ 最終的に約 8 IO/s に達します このとき 容量が小さいバージョンは約 42 IO/s に留まります Fujitsu Technology Solutions 211-213 13/2 ページ

Throughput [MB/s] Throughput [MB/s] Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルコピー フォーマット 標準容量 64GB 32GB 左の図は ファイルコピー 負荷プロファイル ( ランダムアクセス 5 % リード 64 kb ブロックサイズ ) で 2 つの容量バージョンを比較したものです 容量が小さいバージョン () は 処理待ち IO = 1 で約 2 IO/s のトランザクションレートを達成し 負荷強度が処理待ち IO = 512 に達すると 31 IO/s まで増加します 容量が大きいバージョン () は 最小の負荷強度で既に 32 IO/s のトランザクションレートが得られます 負荷強度が 512 まで上昇すると トランザクションレレートが著しく向上し 最終的に約 76 IO/s に達します 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ストリーミング フォーマット 標準容量 64GB 32GB 次の図は ストリーミング 負荷プロファイル ( シーケンシャルアクセス 1 % リード 64 kb ブロックサイズ ) で 2 つの容量バージョンのスループットを比較したものです 負荷強度を処理待ち IO = 1~512 まで変化させると 容量が小さいバージョン () のスループットは 約 15 MB/s から約 51 MB/s まで徐々に増加します 容量が大きいバージョン () のスループットは 約 23 MB/s から約 6 MB/s まで徐々に増加します 全体として 容量が小さいバージョンより 少なくとも 6 MB/s 高い数値を常に示しています 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル リストア フォーマット 標準容量 64GB 32GB リストア 負荷プロファイル ( シーケンシャルアクセス 1 % ライト 64 kb ブロックサイズ ) で 処理待ち IO = 1 の場合 容量が小さいバージョン () のスループットは約 29 MB/s になり 容量が大きいバージョン () のスループットは約 475 MB/s になります ここから負荷強度を上げても 2 つの容量バージョンのスループットは それぞれほぼ一定です このときのスループットは容量が小さいバージョン () で約 49 MB/s で 容量が大きいバージョン () で約 54 MB/s です ここでも 約 6 MB/s の差を確認できます Fujitsu Technology Solutions 211-213 14/2 ページ

Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 容量バージョンのパフォーマンス比較を 4 つのすべてのフォーマットオプションに対して実施すると 前述のパフォーマンスステートメントをあらためて確認できます 拡張した比較における 2 つのコアステートメントは次のとおりです パフォーマンスを重視した 最大ライトパフォーマンス フォーマットを使用する場合 すべての負荷プロファイルと負荷強度において 容量が大きいバージョンは容量が小さいバージョンとほぼ同じパフォーマンスになります 容量が大きいバージョンでは 容量が小さいバージョンよりも すべてのフォーマットオプションのパフォーマンス値が 最大ライトパフォーマンス の値に近くなります つまり フォーマットオプション間のパフォーマンスの絶対差は 32 GB バージョンより 64 GB バージョンの方がはるかに小さくなります 以下の 5 つの図は 5 つの標準負荷プロファイルについて 2 つの容量バージョンを総合的に比較することで 上記の 2 つのステートメントを実証しています 5 つの図では すべてのフォーマットオプションを一目で確認できます 単純に比較できるように 図では負荷強度を低中高 ( 処理待ち IO = 1 16 512) の 3 段階に分けています 最初の図 ( データベース 負荷プロファイルのケース - ランダムアクセス 67 % リード 8 kb ブロックサイズ ) で 処理待ち IO = 512 のケースの例を参照してください この例では 2 つの事実を確認できます まず パフォーマンスが最も低いフォーマットオプションと最も高いフォーマットオプションの差を見ると 64 GB の方が 32 GB よりはるかに小さいことがわかります 一方 最大ライトパフォーマンス フォーマットオプションで 2 つの容量バージョンのパフォーマンスレベルがほぼ等しいことがわかります これらは いずれも前述のコアステートメントに当てはまり また ほとんど例外なく すべての負荷プロファイルと負荷強度に当てはまります この事実は 標準負荷プロファイルの データベース ファイルサーバ ファイルコピー ストリーミング リストア に対応する以下の 5 つの図で容易に理解できます 負荷プロファイル データベース さまざまなフォーマットオプションと負荷強度 32 28 24 2 16 12 8 4 Maximum Capacity Advertised Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 1 Outstanding IO 16 Outstanding IOs 512 Outstanding IOs Fujitsu Technology Solutions 211-213 15/2 ページ

Throughput [MB/s] Transaction rate [IO/s] Transaction rate [IO/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルサーバ さまざまなフォーマットオプションと負荷強度 Maximum Capacity Advertised Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 1 Outstanding IO 16 Outstanding IOs 512 Outstanding IOs 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ファイルコピー さまざまなフォーマットオプションと負荷強度 Maximum Capacity Advertised Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 1 Outstanding IO 16 Outstanding IOs 512 Outstanding IOs 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル ストリーミング さまざまなフォーマットオプションと負荷強度 Maximum Capacity Advertised Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 1 Outstanding IO 16 Outstanding IOs 512 Outstanding IOs Fujitsu Technology Solutions 211-213 16/2 ページ

Throughput [MB/s] ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 9 8 7 6 5 4 3 2 1 負荷プロファイル リストア さまざまなフォーマットオプションと負荷強度 Maximum Capacity Advertised Capacity Improved Write Performance Maximum Write Performance 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 32 GB 64 GB 1 Outstanding IO 16 Outstanding IOs 512 Outstanding IOs これらの図から 64 GB バージョンでは さまざまなフォーマットオプション間のパフォーマンスの差が小さいことがわかりました つまり 標準フォーマットの 標準容量 から ライトパフォーマンス重視 または 最大ライトパフォーマンス に再フォーマットする場合は 少なくとも 5 % のライト比率を持つランダム負荷プロファイル ( 標準負荷プロファイルの ファイルコピー など ) でのみ効果が得られるということになります Fujitsu Technology Solutions 211-213 17/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 他のストレージ媒体との比較 ここでは 通常のドライブベイで現在使用できる他のストレージ媒体 ( 標準 SAS-2. ハードディスク (SAS-2.-HDD) SAS-2.-SSD SATA-SSD) と PCIe-SSD を比較します 最大ストレージ容量のバージョンを使用して 4 つのすべてのストレージ媒体タイプを比較します まず パフォーマンスの観点から違いを見てみましょう 以下の表は これまで使用してきた 5 つの標準負荷プロファイルに基づいて 4 つのストレージ媒体のパフォーマンス値を比較したものです 処理待ち IO = 1~512 における最大パフォーマンス 負荷プロファイル SAS-2.-HDD 6 GB 15 krpm 3.5 SATA-SSD 64 GB 2.5 SAS-2.-SSD 4 GB 2.5 PCIe-SSD 64 GB 比率 PCIe-SSD / SAS-2.- HDD 比率 PCIe-SSD / SATA- SSD 比率 PCIe-SSD / SAS-2.- SSD ディスクキャッシュ有効 ディスクキャッシュ有効 ディスクキャッシュ有効 フォーマット 標準容量 データベース 79 IO/s 883 IO/s 17525 IO/s 28653 IO/s 4.41 3.54 1.63 ファイルサーバ 58 IO/s 223 IO/s 5897 IO/s 83 IO/s 13.8 3.96 1.36 ファイルコピー 559 IO/s 158 IO/s 6532 IO/s 7693 IO/s 13.76 4.87 1.18 ストリーミング 189 MB/s 257 MB/s 48 MB/s 617 MB/s 3.26 2.4 1.51 リストア 188 MB/s 188 MB/s 349 MB/s 541 MB/s 2.88 2.88 1.55 表にあるように 負荷プロファイルに応じて PCIe-SSD のパフォーマンス値は SAS-2.-SSD の最大 1.6 倍以上 SATA-SSD の約 5 倍 SAS-2.-HDD の 4 倍以上のレベルを達成していることがわかります さらに PCIe-SSD の最小遅延は ここで検証している他のストレージ媒体の半分未満です 同様の測定 ( シーケンシャルリード 1 kb ブロックサイズ ) を見ると PCIe-SSD の最小遅延は.3 ms で 他の 3 つのストレージ媒体の最小値は.8 ms に留まります PCIe-SSD の最大容量は 最速の HDD と同様に重要な課題です 他の 2 つの SSD タイプとは異なり PCIe-SSD は 4 つのフォーマットオプションを追加したことで アプリケーション固有の最適化が可能です 要件に応じて ストレージ容量を増やしたり パフォーマンスを高めたりできます ライトパフォーマンスを重視するフォーマットの場合 ライトパフォーマンス重視 ではストレージ容量が 3 % 減少し (64 GB バージョンであれば 448 GB に減少 ) 最大ライトパフォーマンス では 5 % 減少 (64 GB バージョンであれば 32 GB に減少 ) します Fujitsu Technology Solutions 211-213 18/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 測定環境 この資料で説明しているすべての PCIe-SSD の測定結果は 以下のシステム構成に適用されます SUT(System Under Test: テスト対象システム ) モデル PRIMERGY RX6 S5 PRIMERGY RX6 S6 PRIMERGY RX9 S1 PRIMERGY RX9 S2 オペレーティングシステム Microsoft Windows Server 28 R2 Enterprise RAID アレイの初期化 ファイルシステム RAID アレイは 測定前に 64 kb の基本ブロックサイズ ( ストライプサイズ ) で初期化されます NTFS 測定ツール Iometer 26.7.27 測定データ データ媒体 32 GB の測定ファイル 管理ソフトウェア iomanager 2.2.3 PCIe-SSD 32GB MLC(ioDrive 32 GB) PCIe-SSD 64GB MLC(ioDrive 64 GB) 国または販売地域によっては 一部のコンポーネントが利用できない場合があります Fujitsu Technology Solutions 211-213 19/2 ページ

ホワイトペーパー パフォーマンスレポート PCIE-SSDS バージョン :1.A 213-7-4 関連資料 PRIMERGY システム http://primergy.com/ PRIMERGY のパフォーマンス http://www.fujitsu.com/fts/products/computing/servers/primergy/benchmarks/ ディスク I/O パフォーマンスの基本 http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=3581735-a223-491a-a879-43f56444366 Fusion-io iodrive ソリッドステートストレージデバイス ( 先行世代 ) データシート ( 英語 ) http://docs.ts.fujitsu.com/dl.aspx?id=fbbf6ac-121-4c23-8df7-8141e9444d Iometer についての情報 http://www.iometer.org/ PC サーバ PRIMERGY( プライマジー ) http://jp.fujitsu.com/platform/server/primergy/ お問い合わせ先 富士通 Web サイト :http://jp.fujitsu.com/ PRIMERGY のパフォーマンスとベンチマーク mailto:primergy.benchmark@ts.fujitsu.com iodrive は Fusion-io の登録商標です 知的所有権を含むすべての権利は弊社に帰属します 製品データは変更される場合があります 納品までの時間は在庫状況によって異なります データおよび図の完全性 事実性 または正確性について 弊社は一切の責任を負いません 本書に記載されているハードウェアおよびソフトウェアの名称は それぞれのメーカーの商標等である場合があります 第三者が各自の目的でこれらを使用した場合 当該所有者の権利を侵害することがあります 詳細については http://www.fujitsu.com/fts/resources/navigation/terms-of-use.html を参照してください 213-7-4 WW JA Copyright Fujitsu Technology Solutions GmbH 211-213 Fujitsu Technology Solutions 211-213 2/2 ページ