エンタープライズ Tier 1 ストレージ アレイは、データの損失やアクセスの制限なしに膨大な量のデータへの高速アクセスを提供することに重点を置いた、他に類を見ない製品です。
これは、デュアル コントローラを備え、保存できるデータの量と許可される同時アクセスの数を制限する、多数のストレージ アレイとは対照的です。
市場には主に 4 つの Tier 1 アレイがあります。
- EMCのVMAX
- IBMのDS8000
- 日立データシステムズ（HDS）のVSP
- HPのXPは、Hitachi VSPのOEM版である。
通常、このようなアレイには 2 台以上のコントローラと、コントローラをストレージ シェルフにリンクし、大量の I/O 要求を処理するのに十分な内部帯域幅を確保するための内部バックプレーンまたはファブリックがあります。
例えば、VMAX 40Kは2TBのディスクドライブを2,000台搭載し、4PBの容量を誇ります。コントローラー（ストレージエンジン）はVirtual Matrixで相互接続されており、最大8台まで接続可能です。
これらは高い可用性を備えており、コントローラに障害が発生してもデータアクセスは継続され、ディスクドライブに障害が発生してもデータが失われることはありません。システムソフトウェアとファームウェアのアップデートは、データへのアクセスを妨げることなく実行できます。
このクラスのアレイには、ローカルまたはリモートの別のアレイへのレプリケーションやスナップショットなどの豊富なデータ管理機能も備わっています。
サプライヤーは、アレイのオペレーティングシステムが真の信頼性を実現するには、2年以上の開発期間と実環境テストが必要であると主張しています。これらのアレイは全体として、高い可用性と高い信頼性を備えています。
主なコンポーネントは次のとおりです。
- コントローラーが2台以上
- 内部相互接続ファブリック
- スケールアウトではなくスケールアップの設計
- 多数の同時アクセスに対する高いパフォーマンス
顧客のニーズの拡大に応じてコントローラとディスクシェルフを追加できるスケールアップ設計のため、これらのアレイはモノリシックと呼ばれることもあります。これは、クラスタリングなどを用いて個別のボックスをリンクすることで容量とパフォーマンスを拡張できるデュアルコントローラアレイとは対照的に、非常に大規模な単一システムです。
内部ファブリックはパフォーマンスをサポートするために不可欠ですが、他の条件が同じであれば、内部ファブリックが欠落していても、他の Tier 1 エンタープライズ アレイ機能が存在する場合、アレイの状態は損なわれません。
素晴らしいパフォーマンス
これを踏まえると、Tier 1 エンタープライズ クラス アレイの主な特徴は、パフォーマンス、2 つのコントローラーを超えるスケールアップ、信頼性です。
スケールアウト アレイは、Tier 1 エンタープライズ クラス アレイが主張するような絶対的な信頼性を備えていないことは、一般的に認められています。
スタートアップ企業のオールフラッシュ アレイが Tier 1 アレイのパフォーマンスに匹敵すると仮定します。これは、Tier 1 エンタープライズ クラス アレイと言えるのでしょうか?
パフォーマンスがどのように測定されるかを理解する必要があります。システムが特定のランダム読み取りまたは書き込みIOPSを実行できる、あるいは書き込みまたは読み取り時の帯域幅が特定のGBpsである、といったことを単に言うだけでは十分ではありません。
現実世界の IO の組み合わせ、読み取りと書き込みの割合、データ ブロックのサイズとその分布を理解する必要があります。
ベンチマークを独自のワークロードで実行しない限り、パフォーマンス評価は不正確なものになりますが、少なくとも Storage Performance Council (SPC) ベンチマークを確認することで業界標準の評価を得ることができます。
SPC-1ベンチマークは、ストレージアレイのランダムIO性能を評価します。SPC-2はシーケンシャルIO性能を評価します。様々なアレイの結果を比較すると、非常に有益な情報が得られます。
SPC-1ランキング（グラフをクリックすると拡大します）
このグラフは、日立VSPアレイのディスク版（269,506.69）とオールフラッシュ版（602,019.47）およびIBMのDS8870（451,082.27 IOPS）のSPC-1ランキングを示しています。
最高得点を獲得したシステムは、1,239,898 IOPSを誇るKaminario K2オールフラッシュアレイです。これはTier 1エンタープライズクラスのアレイと言えるのでしょうか？
耐久テスト
主流ベンダーの Tier 1 アレイよりもパフォーマンスが優れているにもかかわらず、前述のエンタープライズ クラスのアレイ機能が欠けているため、そうではないと私たちは言います。
SPC-1ランキングには、オールフラッシュアレイまたはハイブリッドアレイのスタートアップシステムは他に含まれていません。つまり、例えばPure StorageやNimble Storageを、SPC-1ランキングの他のシステムと比較することはできません。
また、業界標準のワークロードに基づいたパフォーマンスを客観的に評価する独立した指標も存在しません。このようなアレイを評価したい場合は、お客様が独自の社内テストを実施する必要があります。
SPC-2ベンチマーク、つまりシーケンシャルIOベンチマークはどうでしょうか？こちらはSPC-2の結果を示したグラフです。
SPC-2ランキング（グラフをクリックすると拡大します）
このグラフは、Mbpsスループットと価格性能比を組み合わせたものです。定価に基づいているため、割引が適用される可能性のある現実世界ではあまり意味を持ちませんが、それでも比較する価値はあります。
このグラフはIBMのDS8870、HDSのVSP、HPのXPシステムを示していますが、シーケンシャルスループットではKaminarioアレイに大きく負けています。しかし、同じ理由が当てはまります。K2は、すでに述べた機能がないため、Tier 1エンタープライズクラスのアレイではありません。
一般的に、2 つのコントローラを超えて拡張でき、必要な信頼性機能を備えたスケールアップ オールフラッシュ アレイを提供しているスタートアップは存在しないようです。
この論理によれば、Tier 1 オールフラッシュ エンタープライズ アレイを構築する唯一の簡単な方法は、HDS VSP などの既存のアレイ内にフラッシュを配置することだと言えます。
IBM の DS8000 や EMC の VMAX のオールフラッシュ バージョンも購入できます。これらのバージョンはディスクベースのバージョンよりもパフォーマンスが優れていると考えられますが、これを検証するための SPC レンズはありません。
しかし、オールフラッシュ 3PAR システムを提供する HP や、オールフラッシュ FAS シリーズ (特に最上位の 8080 EX) を提供する NetApp などのサプライヤーは、VMAX、VSP、または DS8000 モノリシック アレイのパフォーマンスを備えているだけでなく、たとえばノードのクラスタリングを通じて 2 つ以上のコントローラを使用できるため、スケールアップ属性も備えていると主張しています。
8080 EXは4.5PBを超えるフラッシュ容量まで拡張可能で、HPの7450は冗長データの重複排除により460TBのRAWフラッシュと1.3PBの実効容量を実現できます。容量拡張の障壁は解消されます。
危険なディスク
これらのベンダーは、自社のアレイオペレーティングシステムは長年の開発実績があり、実績豊富であると主張しています。また、レプリケーションやスナップショットなどの機能を備えており、VMAXやVSPクラスのシステムと同等の充実したデータ管理サービスを提供しています。
ベンダーは、ディスクドライブアレイの中で最も信頼性の低い要素はディスクドライブであると主張しています。アレイに1,000台以上のドライブが接続されると、ディスク障害は頻繁に発生します。ディスクドライブの代わりにSSDを使用することで、こうした機械的なリスクを排除できます。
フラッシュ ストレージはディスクよりもはるかに高速に要求に応答するため、ユーザーからの同じ数のアクセス要求を処理するのにそれほど多くのストレージ コントローラーは必要ありません。
総じて言えば、FASや3PARアレイなど、以前はハイエンド・ミッドティア・アレイとして評価されていたエンタープライズ・アレイは、フラッシュストレージを内蔵することで、Tier 1エンタープライズクラスのアレイ要件を満たすことができます。また、購入コスト、電力コスト、冷却コスト、運用コストも、ディスクドライブをベースとする従来のアレイよりも低く抑えられます。
フラッシュベースのアレイは、同等の容量とパフォーマンスを持つディスクドライブアレイに比べて、データセンターの占有スペースがはるかに少なく、動作に必要な電力も少なく、発生する熱もはるかに少なくなります。
少なくとも、ワークロードをレガシーエンタープライズアレイから新しいオールフラッシュアレイに選択的に移行することは可能です。低レイテンシ要件やランダムIOリクエストの割合が高いワークロードが、この移行の候補となると考えられます。
これらのハイエンド アレイの顧客は保守的であることで知られており、新しい候補アレイが既存のアレイと同じくらい優れていることを納得してもらうにはかなりの時間が必要です。
しかし、HP と NetApp のハイエンド フラッシュ アレイがこのレベルで競争し、既存企業に匹敵する競争力を持つようになってきたようです。®
