注文住宅？建売住宅？どっちも魅力的！ 3PARの達人から見たNimbleストレージのすごいところ

[KiyoshiKawakami]

今日は、3PARをずーっと実装し続けてきた、ストレージプロフェッショナルサービスエバンジェリストの川上から見たNimbleのすごいところをお伝えしたいと思います。

Nimbleストレージというと、やはり、「InfoSight」という予測分析テクノロジーがすごい！というのがあげられますが、今日は、そんな語られがちなInfoSightのお話はあえて避けて、素直に私が感じたNimbleストレージに対する印象をお伝えします。

Nimbleストレージに対する、私の最初の印象は、今までストレージを実装する際に考慮しなければいけなかった様々な事をざくっとそぎ落とした筋肉質なストレージだな。ということです。

筋肉質なストレージは、CASLアーキテクチャと呼ばれるNimbleストレージ独自のアーキテクチャが肝になっています。

このCASLアーキテクチャーを簡単に説明した後、極限にまで研ぎ澄まされたシンプルなハードウェア構成とその恩恵をご説明いたします。

■筋肉質なストレージを支えるCASLアーキテクチャーとは

独自に開発した特許技術 CASL(Cache Accelerated Sequential Layout)アーキテクチャは、特に書き込みの性能を最大限にするアーキテクチャであり、HDDにもSSDにも効果を発揮するばらしい技術です。

まず、ホストからの書き込みは、NVDIMM(不揮発メモリ)に書き込まれ、コントローラ間でミラーされた時点で完了します。そのため、書き込み要求に対する遅延はメモリ速度と同等で、非常に高速です。

(CASLではNVDIMMのデータをミラー化し保護することで、書き込み要求をメモリ内で完結しています)

当たり前の話ですが、NVDIMMに書かれたデータは、最終的にはHDD、SSDに書き込む必要があります。

SSDとHDDを混在したハイブリッドストレージでは特にストレージ内部での書き込み処理が性能を大きく左右するポイントになります。

HDDは大容量で安価ですが、SSDに比べてIO性能が低いため、ストレージ全体性能の足を引っ張ってしまうというジレンマが発生します。

このジレンマを解消すべく、ストレージ内部でのHDDに対する書き込み要求を最適化している技術がCASLアーキテクチャとなります。

HDDへの書き込みは、ディスクのスピンドルに対してヘッドが動くという機械的な動作が入るため、どうしても、ランダムなデータの書き込みが苦手です。

CASLアーキテクチャでは、コントローラ内でデータを圧縮した後、HDDの苦手なランダム書き込みをシーケンシャル(連続)書き込みに変換してディスクに書き込みます。

HDDが苦手とするランダム書き込みを排除するというシンプルな動きにすることで、ハイブリッドストレージであっても高いWrite性能が提供できるというわけです。

HDDのウィークポイントを埋めるため、他社がWriteキャッシュにSSDを使うところ、CASLではSSDをWriteでは使用せず、Readキャッシュでしか使っていません。

そのReadキャッシュは読み込み回数や頻度でキャッシュに乗せるのではなく、書き込み要求の中から次の読み込みを予測してReadキャッシュに乗せる技術が搭載されています。

結果、Readキャッシュが安定する速さとキャッシュヒット率が高くなる結果を生んでいます。

また、SSDのみのオールフラッシュでもCASLの効果が発揮されています。SSDの書き込み性能は高速とはいってもIOの種類によってはHDDと同等になる場合もあります。

その性能を一定に保つと共にSSDの書き換えサイズ(ブロック)へ正確に書き込んでいくことにより、SSDの書き換え回数を消費させない技術にもなっています。

コントローラ内で行われるデータの重複排除処理(オールフラッシュモデルのみ)、圧縮処理、シーケンシャル書き込み変換処理は、インメモリ技術を使ってコントローラーのCPUで実行されます。

そのため、Nimbleストレージの性能はHDD、SSDに関わらず、ディスク本数やRAID構成に依存するのではなく、CPUに身を委ねているということから、CPUドリブンアーキテクチャと呼んでいます。

[CASL アーキテクチャー 書き込み処理]

 

 

 

[CASL アーキテクチャー 読み出し処理]

 

 

■CASLアーキテクチャにより、極限まで研ぎ澄まされたシンプルな構成とその恩恵

一般的なストレージでは、性能は、搭載ディスク本数やRAIDレベルで決まります。そのため、性能に合わせて、ディスクの本数やRAIDレベルを考慮する必要がありました。

これは、ストレージ要件に応じて自由にカスタマイズできる点で柔軟性があり良いポイントでもあるのですが、考慮すべき点が増えてしまいます。

CASLアーキテクチャで説明させていただいたように、Nimbleストレージは、コントローラのCPU性能がIO性能となるCPUドリブンアーキテクチャを採用しています。

そのため、Nimbleストレージでは、性能要件を満たすためにストレージに搭載するディスク本数やRAIDレベルを考慮する必要はありません。

性能に応じたコントローラを選択し、ディスクの本数は、単純に必要な容量に応じて選択するのみです。

ディスクのRAID構成についても、高い可用性を誇る「トリプル+パリティRAID」で構成されるため、RAID1にしようかな、RAID5にしようかなといった考慮は、不要です。

高いIO性能と高い可用性を両立しつつ、ハードウェア構成は余計なものがそぎ落とされたNimbleストレージ、筋肉質なストレージだと冒頭書かせていただいた理由がわかっていただけたのではないでしょうか。

また、Nimbleストレージは、完全Active / Standby構成のコントローラを採用しています。

この完全Active / Standby構成のコントローラというのも、私がNimbleストレージってシンプルで筋肉質だなと感じたポイントの一つです。

Active / Standby構成なので、縮退運転という概念がありません。

片側のコントローラに障害が発生し、コントローラの切り替えが発生したとしても、元の性能のままで稼動し続けることができます。

ファームウェアの更新や上位モデルのコントローラへの交換時も縮退運転せずに対応できるのは、とっても素敵ですよね。

2つコントローラがついているのだから、両方のコントローラを使用しないともったいないという意見もありますが、障害発生時やメンテナンス時であっても性能に影響がないシンプルさは捨てがたいところです。

[All Flash Array(AFシリーズ)での高い可用性]

 

この極限まで研ぎ澄まされたシンプルな構成のいいところは、初期の構成時だけではありません。

性能向上や容量の拡張もシンプルに対応可能です。

・ストレージ性能を向上させたいとき

ディスクの追加やRAIDレベルを考慮する必要がないので、単純にコントローラを上位モデルに変更するだけ。

・容量を拡張させたいとき

拡張ディスクのみ購入し、増設を行うだけ。RAIDレベルの考慮や、ディスク増設後のデータの再分散も不要。

こうやって見ていくと…

一般的なストレージは、注文住宅のようなイメージでしょうか。

いろいろと自分好みにカスタマイズできるのが良いところだけれど、こだわりがない人からすると考えるポイントが多すぎる…。

一方、Nimbleストレージは、建売住宅のようなイメージでしょうか。

建売住宅の場合は、間取り、設備、仕様があらかじめ決まっているので、考慮点が少なくわかりやすい。

どちらが良いということではなく、どちらも素敵で、魅力的です。

HPEでは、お客様の要件に合致しているものをご提案させていただき、お客様のビジネスゴール達成をご支援いたします。

私は、3PARをずっと実装してきましたが、Nimbleストレージが増えたことで、お客様に対して、すばらしい選択肢をご提供できるようになり、大変喜びを感じています。

本当に強力な製品が、HPEのストレージに追加されました！

今後とも3PARともどもよろしくお願いいたします！

■補足

本日割愛した、InfoSightに関しては、以前、弊社エバンジェリストの高野が、解説しておりますので、ご興味のある方は、下記、ご参照ください。

https://community.hpe.com/t5/Enterprise-Topics-for-Japanese/Nimble-Storage%E3%81%AE%E5%8F%96%E6%89%B1%E3%82%92%E9%96%8B%E5%A7%8B%E3%81%97%E3%81%BE%E3%81%99/ba-p/6968879#.Wk8aQU0UmAF

なお、Nimble Storageが提供しているInfoSightという予測分析テクノロジーは、3PARでも利用可能になることがすでに発表されています！

InfoSightのメリットを3PARユーザの皆様にも提供できることを大変うれしく思います。

プレスリリース

https://www.hpe.com/jp/ja/japan/newsroom/press-release/2017/112201.html

HPE Nimble Storage

https://www.hpe.com/jp/ja/storage/nimble.html