ストレージの年次レビュー、パート 1 2015 年のストレージ市場は、外部共有ディスク アレイ ストレージのプレイブックが粉々に破壊されたため、戦略の基盤を揺るがすような混乱を経験しました。
今年は業界のあらゆるレベルで猛烈な革命的な動きが見られ、混乱の一年でした。テクノロジービジョンから始まり、生のメディア、システム（アレイ）、ビッグデータなどのアプリケーション、そして最後にサプライヤーへと、根本から見ていくのが賢明でしょう。
ここでは、テクノロジーのビジョンと急速なメディア開発について考察します。2015年のストレージ関連イベントを振り返る第2部では、システム、アプリケーション、サプライヤーについて取り上げます。
テクノロジービジョン
2015 年に業界の精神力を刺激したテクノロジービジョンは 6 つありました。
まず、オールフラッシュデータセンターという構想は、実現可能なビジョンとして確実に注目を集めています。苦境に立たされたViolin Memoryが先駆者となり、KaminarioとHDSによって発展を遂げたこの構想は、「フラッシュ＆トラッシュ」というコンセプトと関連しています。
プライマリデータはフラッシュメモリに保存され、残りは安価で大容量のストレージに保持されます。その安価で大容量のストレージがクラウド上にある場合、オンプレミスのオールフラッシュデータセンターとなります。また、一部または全部がより安価なフラッシュメモリ（3D QLC（4ビット/セルまたはクアッドレベルセル）など）に保存され、残りがクラウド上にある場合も、オールフラッシュデータセンターとなります。
今年の二つ目のテクノロジーテーマは、ストレージは可能な限りサーバーの近くに設置すべきだという確信が強まったことです。これは、ヘッドシーク時間などに起因するディスクドライブのデータアクセスレイテンシに対するフラッシュベースの攻撃と並行して、ネットワークデータアクセスレイテンシに対する攻撃です。
サーバーとストレージの近接性というコンセプトにより、仮想 SAN、ハイパーコンバージド インダストリー アプライアンス (HCIA)、NVMe ファブリックが誕生しました。
インテル NVMe SSD
3 つ目のサイロ破壊のビジョンは、ストレージ サイロの拡散に着目し、すべてを 1 つのサイロに仮想的に統合するか (プライマリ データ)、すべてのセカンダリ ストレージを統合するか (Cohesity、Rubrik)、データのコピーを制御するか (Actifio、Catloigic、Delphix) のいずれかを行う必要があると述べています。
既存のハイブリッド クラウドの概念は、おそらく NetApp が先頭に立って、誰もが採用/サポートしており、オンプレミス ストレージは不可欠で、不可欠であり、廃棄すべきではないなどと主張しながら、オンプレミス ストレージをパブリック クラウド ストレージと統合する必要があると主張しています。
VMware の VVOL のアイデアも、もちろん Microsoft を除いて、あらゆる人から支持されましたが、それを採用した顧客はごくわずかでした。
OpenStackは、顧客からの採用は減少したものの、カンファレンスやベンダーサポートは大成功を収めました。OpenStackコミュニティでは、大規模な採用は当然のことだと考えられています。
これらが6つの包括的なビジョンでした。ストレージ技術の地下では、生のメディアも一連の革命を経験していました。
メディア
フラッシュは 2 ビット/セルの MLC 形式で始まり、2.5 インチ ディスク ベイ スロットまたは PCIe フラッシュ カード形式で急速に標準になりました。PCIe バスのアクセス レイテンシは SATA SAS SSD よりもはるかに低くなっています。
TLC（3ビット/セル、または三層セル）が登場し始めましたが、20nm未満のセル形状を持つ標準的な2Dまたは平面型フラッシュセルでは耐久性が不十分でした。Samsungは、40～30nm領域で、より大きなセル形状を採用した24層、そして32層の3D多層フラッシュチップを出荷してきました。その結果、フラッシュチップの容量と耐久性の両方が向上しました。Dell、HP、Kaminarioなどの企業は、容量の増加とGBあたりのコスト削減を目指して、このような3Dフラッシュチップの採用を開始しました。
Intel/Micron および SanDisk/Toshiba も 3D フラッシュ チップをすでにリリースしているか、近々リリースする予定であり、プライマリ データ ストレージとしての 15,000 rpm ディスク ドライブの使用が終了し、10,000 rpm ドライブの置き換えも開始する可能性があります。
東芝p-BICS 3D NAND方式
サムスンは 48 層の 3D テクノロジを予定しており、3D フラッシュ (実際は 15TB) を使用していわゆる 16TB SD を実証しました。これは、現在 10TB であるディスク ドライブの最大容量を超えています。
IntelとMicronは、今年後半に共同で3D XPointメモリを発表し、不揮発性メモリに対する従来の先入観を覆しました。これは不揮発性メモリでしたが、フラッシュメモリや相変化メモリとは異なります。ただし、バルク状態の変化によって抵抗レベルの変化によって2進数の1または0を表す材料を採用しています。
2層構造で、DRAMほどではないものの、フラッシュメモリの1,000倍の速度とされ、耐久性はフラッシュメモリの1,000倍です。XPointはDRAMよりも低コストで、サーバーの永続メモリ層として利用される可能性が高いでしょう。2016年中の製品リリースが予定されています。
サンディスクとサムスンは、それぞれ独自のReRAM（抵抗変化型RAM）技術を開発中であると発表しました。2016年は刺激的な年になりそうです。
ソフトウェア面では、PCIeフラッシュカード用の業界標準NVMeドライバが登場し、ハードウェア開発者は自社製品向けに独自のドライバを開発する必要がなくなりました。NVMe対応フラッシュ製品の波はすでに始まっており、NVMEはSATAやSASメディアインターフェースと同様に標準化され、広く使用されるようになるでしょう。
ディスクメディア
退屈な旧式のディスク技術では、当時注目を集めた熱アシスト磁気記録（HAMR）は登場しませんでした。代わりに、瓦記録（SMR）、SeagateのKineticドライブのアイデアの業界への導入、そしてSeagateがHGSTのヘリウム充填エンクロージャ技術に屈服したことが起こりました。
シングルドドライブは、幅の広い書き込みトラックをオーバーラップしますが、幅の狭い読み取りトラックはオーバーラップしません。そのため、データの再書き込みが必要な場合、トラックブロック全体を書き換えるという代償を払うことで容量を増やすことができます。Seagateは、ヘリウムガスを充填したHGSTのドライブに比べて容量面で不利な立場にあったため、このアイデアを強く推進しました。しかし、HGSTはホスト管理型SMRドライブという独自のアイデアを考案しました。つまり、これらのドライブを使用するサーバーやアレイでは、システムソフトウェアの変更が必要になります。このようなドライブのOEM設計が成功したという話はまだ聞いていません。
WDC 10TB ヘリウム充填ドライブ
ヘリウムを充填したドライブ技術は、あらゆるものを席巻しました。ヘリウムは空気よりも摩擦が少ないため、プラッターは摩擦による振動に耐える必要がなく、薄型化が可能になり、標準的な3.5インチ筐体内にプラッターを1枚追加するだけで済みます。HGSTは、今後発売するすべてのディスクドライブにヘリウムを充填すると発表し、年末には10TBのドライブを発表しました。デスクトップPCユーザーは、この大容量化の見通しによだれを垂らしています。
その後、シーゲイトは2016年前半に独自のヘリウムドライブ技術を導入すると発表しました。東芝もこれに追随すると予想されます。そうでなければ、ディスクドライブ事業から撤退を余儀なくされるでしょう。
キー:値ストアディスクドライブ
オンボードイーサネットNICと基本的なGET/PUTオブジェクトストレージ機能を備えた、直接アクセス可能なディスクドライブ向けのインフラストラクチャが誕生しました。そのアイデアは、サーバーシステムソフトウェアがドライブを直接管理し、ディスクアレイコントローラのファイルシステムセマンティクスとブロックアクセススタックコンポーネントを排除することで、サーバーアプリケーションからディスクドライブまでのスタック全体をシンプルにスリム化するというものです。これはSeagateがKineticドライブで先駆的に導入しました。ScalityをはじめとするストレージソフトウェアメーカーがKineticドライブのサポートを追加しました。
HGST と東芝も、イーサネットでアクセス可能なオブジェクト保存ディスク ドライブを製品セットに追加し、これに続いて業界標準化活動が行われました。
ディスクドライブサプライヤー3社とその他ITサプライヤー8社がKinetic Open Storage Project（KOSP）を設立し、Linux Foundationの共同プロジェクトに加わりました。KOSPは、これらのイーサネット対応ストレージデバイス上にオープンソースのオブジェクトストレージを構築することを目指しており、これは非常に喜ばしいことです。
Seagate と WDC/HGST が、高速アクセス、アーカイブ スタイル、大規模データ ストアなどのオブジェクト ストレージ スタイルのアプリケーションをターゲットにした独自のアレイ製品でこれらのドライブをサポートすることが期待できます。
テープメディア
テープ業界も、現行の6.25TB LTO-6フォーマットに追随し、下位互換性を確保するために、15TB LTO-7フォーマットを開発しました。これらは圧縮された容量です。
今のところ、長期アーカイブストレージとしてテープほど安価で信頼性の高いものはありません。ただし、Blu-ray光学ドライブはニッチな市場を担っています。QLCフラッシュが登場したとしても、おそらく1GBあたりの価格が上がるため、テープは今後数年間はストリーミング配信を続けるでしょう。
LTO Ultrium ロードマップ
大容量で、瓦葺きでヘリウムガスを充填した、5,400rpm またはそのレベルで回転するドライブが、より高速なアクセスによりテープ アーカイブ領域に侵入することが予想されます。その $/GB が競争力があると仮定した場合ですが、LT0_7 に続いて LTO-9 がリリースされるため、テープの将来はかなり安定しています。
メディアの反応
この年、データアクセスの高速化のためにフラッシュキャッシュを内蔵したハイブリッドディスクドライブの大量導入は見られませんでした。また、データアクセスのレイテンシを短縮するためにディスクに複数の読み取り/書き込みヘッドを追加することもありませんでした。
通常、フラッシュ ドライブは、ハイブリッド ドライブではなく、夕暮れ時のドライブ遅延アクセスの問題を解決します。
フラッシュメモリの生産能力は増加しており、中国の清華グループが独自のファウンドリーを開発する計画があり、インテルは中国で運営する半導体工場を転換して来年には3D NANDを生産できるようになる。
ディスクドライブ業界は、ドライブの容量最適化に注力しており、Kineticスタイルのドライブは、システムスタックの観点からディスクベースのアーカイブを低コスト化することを目指しています。ヘリウムガスを充填したドライブは通常使用時のドライブ容量を増加させ、ヘリウムをシングルドしたドライブはファイルベースのアーカイブアクセス時の容量を増加させます。
テープ業界は、LTO-7とLTOロードマップによって成熟度と長期にわたる存続を実証しています。一方、光ストレージは依然としてニッチな用途に限定されています。
3D XPoint により、まったく新しい層のサーバー永続メモリが登場しており、それがどのように採用されるかは 2016 年に大きな関心を集めることになるでしょう。
最後に、メモリ DIMM ソケットでのフラッシュ チップの使用 (Flash DIMM コンセプト) は、Diablo Technologies の Memory1 テクノロジーによってさらに開発が進められており、Samsung と Netlist の提携によって強化される予定です。
今年は、2D MLC フラッシュ、ディスク、テープという 3 つのストレージ メディア寿命企業でスタートし、フラッシュ DIMM (および将来的な XPoint DIMM)、3D XPoint 永続メモリ、3D MLC および TLC フラッシュ、将来的な QLC フラッシュ、ヘリウム充填ディスク ドライブ、イーサネット オブジェクト ドライブ、より多くのシングル ドライブ、および大容量テープで終わります。
HAMR ディスク ドライブ テクノロジもまだ登場しており、Samsung と SanDisk の ReRAM テクノロジもどのような形で登場するかが注目されます。
メディア オプションの増加は、ストレージ スタック全体に開発の波紋を引き起こしますが、これは別の記事で取り上げるテーマです。また、2015 年には、革命的な変化が毎月起こっているように思えた 2015 年に、ストレージ アレイ、アプリケーション、およびサプライヤーに何が起こったかについても取り上げます。®
