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「Fusion-ioはSSDではない!」―カットスルーアーキテクチャによる圧倒的なパフォーマンスとは

DB Online Day 2012レポート

去る2012年9月11日に行われたDBOnlineDay2012。当日行われたセッションの中から、本稿ではFusion-io(フュージョンアイオー)のセッションを様子をお届けする。

Fusion-ioはSSDではない!

フュージョンアイオー株式会社 インターナショナルセールス ジャパンアカウントマネージャの大浦 譲太郎氏
フュージョンアイオー株式会社
インターナショナルセールス
ジャパンアカウントマネージャ
大浦 譲太郎氏

 「Fusion-ioは、SSDではありません」

 ―フュージョンアイオー株式会社 インターナショナルセールス ジャパンアカウントマネージャの大浦 譲太郎氏は、セッションの冒頭、同社の製品がSSD(Solid State Drive)とは違うものだと強く主張する。

 Fusion-ioの製品は、「NAND型フラッシュメモリベースの高速半導体ストレージ」であり、これを同社では「ioMemory」と呼んでいる。SSDは、最近ではノートPCのストレージとしても広く普及しつつある。Fusion-ioの製品は、PCI Express型のSSDだと誤解されることが多いとか。あえて言うならば、SSS(Solid State Storage)だという。

 Fusion-ioは、2008年にPCIスロットに刺すフラッシュメモリ・ストレージ製品をいち早く市場に投入している。同社には、Appleをスティーブジョブズ氏とともに立ち上げた、スティーブ・ウォズニアック氏がChief Scientistとして参画しており、Fusion-ioの技術を支えている。大浦氏によれば、ウォズニアック氏は「ウォズニアック氏は、Appleの技術を支えていた人です。ある意味『オタク』『ギーク』の鏡のような人です」。

 Fusion-ioのビジネスは、急激にビジネスを拡大している。「2011年には50ペタバイトぶんのストレージを出荷しています」とのこと。サーバーベンダーとの協業も積極的に進めており、2012年にはシスコ、さらにはストレージベンダーのNetAppとの提携も行っている。

 Fusion-ioの適用は、広範囲にわたる。Microsoft SQL ServerやOracleなどのデータベースはもちろん、仮想化、分析、Microsoft Exchangeなどのコラボレーション製品など幅広く対応している。導入している企業も海外ではニューヨーク証券取引所やfacebookなどさまざま。製造業、政府機関などでも採用されている。また、面白いところでは映画『アバター』などの3D CGの制作スタジオでもFusion-ioの製品が活用されている。

 日本においてもサイバーエージェント、gloops、楽天、ドリコム、ドワンゴなどの企業で実績がある。

 「ネット系の企業での採用が多いように見えますが、これは事例公開の許可を得ているところです。これらは、ほんの一部であり、国内でも金融や外資系メーカーなど数多く採用されています。大規模な事例としては、通信キャリアでもFusion-ioが活用されています」(大浦氏)

カットスルーアーキテクチャによる圧倒的なパフォーマンス

「Fusion-ioはマイクロ秒の世界を実現」
「Fusion-ioはマイクロ秒の世界を実現」

 Fusion-ioは、なぜこれほどまで急激に多くのユーザに採用されているのか。

 その背景には、サーバーのCPUの性能は大きく向上していて、メモリも大容量化している。これに対し、ストレージは容量が増えてはいるけれど速度が追いついていない現状がある。結果的に、アプリケーションの性能を向上させようとすると、ストレージのスピンドル数を増やす、メモリを増やす、アプリケーションそのものにチューニングを施すという方法をとることになる。これらの対策を実施するには、コストも工数もかかってしまう。そして、これらの方法で性能向上させようとすると「問題はよくなるどころか、複雑化してしまいます」と大浦氏は指摘する。

 この課題解決のために、SSDを用いる方法がある。たしかにHDDをSSDに置き換えれば、性能は向上する。しかし、大浦氏によれば、HDDよりは速くても、SSDはミリ秒の世界のソリューションとのこと。CPUの近くにあるメモリはナノ秒の世界。ミリ秒とナノ秒の間には大きな隔たりがある。Fusion-ioはこの隔たりの間に、新しいメモリ階層を作ったものだと大浦氏は説明する。「Fusion-ioはマイクロ秒の世界を実現しました。これで、HDDのミリ秒に対して3桁の性能改善につながります」(大浦氏)

 HDD型のSSDと比較すると、Fusion-ioではとくに書き込みのパフォーマンスが向上する。「現状のSSDは書き込みが遅いというのが課題です。書き込み処理が入るとなかなか性能が出ない。Fusion-ioは、読み込みも書き込みも性能が出るというのが特長です」(大浦氏)

 この性能向上をもたらしているのは、ハードウェア技術だと思われがちだ。しかしそうではないという。

 「Virtual Storage Layerという、デバイスドライバなどのミドルウェア部分が肝です。SSDの場合は、通常はRAIDコントローラ経由でフラッシュメモリにアクセスする。これだとRAIDコントローラ、SSDのコントローラという形で多くのステップを経ることになります。これに対しFusion-ioでは、CPU自体が、Virtual Storage Layer経由で直接フラッシュメモリを読み書きする。Virtual Storage Layerは、新しいフラッシュメモリ用のOSを作っているようなものなのです」(大浦氏)

 そして、これこそがSSDとの大きな差になっているのだ。

 フラッシュメモリについては、エンタープライズ用途で利用する際には、寿命を気にすることも多い。これについても、さまざまな特許技術で信頼性の確保を行っているという。SSDで持っているような信頼性技術に加え、SANストレージ同等の信頼性技術がカードの中に詰め込まれている。また、640ギガバイトのストレージ容量に対して、実際は800ギガバイトぶんのフラッシュメモリを搭載している。つまり、160ギガバイトぶんの領域を予備として保持しており、これを信頼性確保やパフォーマンス向上に利用しているとのこと。

 このFusion-ioとMicrosoft SQL Serverとを組み合わせることで、大きな性能向上が図られることも紹介された。とくに、SQL Server 2012で新たに実装されたAlways Onを加速する。

 「超高速なレプリケーション、フェイルオーバーが実現されます。また、tempdbをFusion-ioを搭載したローカルサーバーの上に置いて、NASやSANのストレージと組み合わせた構成も、データベースの処理を効率的に高速化することに寄与します」(大浦氏)

 また、Fusion-ioは、ストレージとしてだけでなく、従来ストレージ用のキャッシュとしても利用できる。なので、アプリケーションの状況に応じ最適な方法で、フラッシュメモリの性能を最大限に利用できるのだ。

 「サーバーの性能を大きく向上させることは、結果的にハードウェアコストを大きく削減することにつながります」と大浦氏は言い、SSDにはない、Fusion-ioならではのさまざまなメリットを示した。

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【AD】本記事の内容は記事掲載開始時点のものです 企画・制作 株式会社翔泳社

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