インタビュー制限のないアレイは素晴らしいアイデアですね。ADS 1000は、ギリシャ語で「制限なし」を意味するApeironというスタートアップ企業によって開発されました。同社のADS1000は、強化されたイーサネットを使用することで、アレイのネットワークアクセス遅延を往復で3µS未満にまで短縮しています。これは非常に高速です。
スタック障害のないファストイーサネットは、Apeiron の技術的アプローチです。
私たちは、NVMe over Fabrics ベンダーやスタートアップ企業に高速ファブリック アクセスについて質問し、彼らの技術を披露する機会を与えてきました。そこで、Apeiron にインタビューを行い、同社が高速アレイ アクセスの世界をどのように見ているかを探りました。
高速アクセスアレイストレージの購入者にとって重要な質問は、「強化イーサネット技術か、NVMe over Fabrics RDMA技術か？」です。このインタビューでは、Apeironが強化イーサネットの利点について解説します。
El Reg: SAS/SATA SSD から NVMe ドライブに移行するだけで、既存のアレイ コントローラーのボトルネックになるのでしょうか?
Apeiron:その通りです。従来のストレージコントローラをベースとしたアーキテクチャでは、NVMeによるメリットはほとんど、あるいは全く得られません。ストレージコントローラがボトルネックとなっているため、ボトルネックの背後に高速なRAWストレージを提供しても、大きな効果は期待できません。従来のストレージコントローラをベースとしたアレイは、次世代ストレージクラスメモリ（Intelの3D XPointテクノロジー）を採用してもパフォーマンスの向上は見られません。Apeironアーキテクチャは、プロトコルオーバーヘッドが1.5µS未満のプラットフォームを提供します（現在のNANDベースSSDソリューションは通常100µSです）。
Apeiron ADS1000ストレージアーキテクチャは、今日のスケールアウトアプリケーションに固有のデータ管理機能を活用することで、コントローラのパフォーマンスボトルネックを解消します。Apeironのストレージ管理（仮想ボリューム、ミラーなど）は、各アプリケーションサーバーで少量のCPUリソースを使用します。データストレージ転送はハードウェアアクセラレーションによってCPU負荷を最小限に抑えます。このアーキテクチャは、NVMe SSDの性能をアプリケーションに直接提供しながら、パフォーマンスを低下させることなくスケーリングを実現します。
El Reg：処理速度がはるかに速い次世代コントローラーを待つ必要がありますか?
Apeiron:それは確かに役立つでしょう。しかし、真の問題は従来のストレージコントローラのアーキテクチャにあります。CPUのパフォーマンスは依然として18ヶ月ごとに倍増する一方、ストレージ技術のパフォーマンスは桁違いに向上しています。HDDのレイテンシは100ミリ秒台、NVMeフラッシュSSDは100マイクロ秒、ストレージクラスメモリベースのSSDは10マイクロ秒台です。ネットワークストレージソリューションにおいて、アプリケーションがこのパフォーマンスを真に活用する唯一の方法は、CPUコンプレックスをデータパスから排除することです。これがApeironが採用したアプローチです。私たちは、Intelの3D XPointテクノロジーのような超高速ストレージデバイスをサポートするようにソリューションを設計しました。
El Reg :アレイ コントローラーが HA を提供できるように、手頃な価格のデュアル ポート NVMe ドライブが必要になりますか?
Apeiron:いいえ。今日のスケールアウトアプリケーションは、レプリケーションを通じてストレージの高可用性（HA）を提供します。デュアルポートドライブはパフォーマンスを制限し、NVMeの価値を低下させます。Splunkなどのスケールアウトアプリケーションは、独自のレプリケーションと保護を管理する機能を本質的に備えています。ストレージコントローラーは必要ありません。
El Reg: Apeiron がこれほど異なる設計アプローチを採用したのはなぜですか?
Apeiron:数年前から、ストレージの世界が大きな変革期を迎えていることを認識していました。いくつかの力が重なり合い、新たなストレージアーキテクチャが求められていました。まず、業界がスケールアップ型アプリケーションの開発からスケールアウト型アプリケーションの開発へと転換したことです。これらのアプリケーションは、疎結合の並列処理向けに設計されています。サーバーはスケールアウト型ハードウェアの基本的な要素であり、これらのアプリケーションの多くはリアルタイムパフォーマンスを重視して設計されています。これらのアプリケーションは、独自のストレージを管理しています。
2 つ目は、NVMe 上で実行されるフラッシュおよびストレージ クラス メモリ コンポーネントによって永続ストレージのパフォーマンスが劇的に向上したことです。
最後に、ストレージ管理はアプリケーションによって行われるため、ストレージコントローラーはコストの増加につながり、デバイスのパフォーマンスを阻害するだけです。これらの市場において、従来のストレージアレイの価値提案はもはや通用せず、軽量で非常にシンプルで高速な新しいネットワークアーキテクチャが必要であると認識しました。
El Reg :貴社のストレージ ネットワークは NVMeF と比べてどうですか?
Apeiron:これらのソリューションは互いに補完し合いますが、それぞれ異なる市場セグメントに対応しています。Apeironは、従来の直接接続ストレージ（DASまたはスケールアウト）に、外部接続型のプール型NVMeストレージ機能を提供するというニーズに応えるべく取り組んでいます。
NVMeFは、データセンターにおけるストレージの分散化と、異なるストレージサイロ／階層へのアクセスというニーズに対応しています。NVMeFは、今日の市場に存在するデータセンターストレージソリューションを「包含する」というニーズから発展したため、これらのレガシーソリューションをより広範囲にカバーする必要があります。これらのソリューションには共通のIT管理機能が必要ですが、実装方法は大きく異なります。
NVMeFは、様々なトランスポートプロトコル上でRDMAを利用します。あらゆるトランスポート層で動作するように設計されており、豊富な機能セットを定義しています。より複雑なプロトコルであるため、より多くのストレージ処理を必要とします。このアーキテクチャは、依然として「ストレージボックス」中心のソリューションにつながります。NVMe SSDコマンドはストレージ側で再構築する必要がありますが、追加のストレージ機能を提供します。Apeironでは、これらの機能は（ストレージコントローラーではなく）アプリケーション、OS、およびアプリケーションCPUの複合体によって提供されます。
Apeironの製品は、サーバーまたはアプリケーションのストレージ管理を中心に設計されています。ネイティブNVMeコマンドを、強化されたレイヤー2-40Gbitイーサネットネットワークを介してトンネリングします。ApeironはPCIe TLP（トランザクション層パケット）を転送します。これは、PCIeバスに内蔵されたSSDが認識するのと同じNVMeコマンドです。各サーバーは少数の接続のみを追跡するため、パフォーマンスを低下させることなく、システムを数千台のドライブに拡張できます。
NVMe、特にIntelの3D XPointテクノロジーなどの技術の潜在能力を最大限に引き出すには、超高速ネットワークと軽量プロトコルが不可欠です。Apeironのトータルレイテンシは往復3µS未満です。近い将来、サーバークラスのNVMeドライブのレイテンシは10µS未満になるでしょう。Apeironは、このパフォーマンス向上をすべてアプリケーションに直接提供します。
これらの製品は市場で共存し、将来的に機能が拡張されるにつれて、一部のユースケースで重複する可能性があります。もちろん、最も重要な点は、Apeironが現在製品を出荷していることです。
El Reg:ストレージネットワークはどのように拡張しますか? ストレージネットワークはどのくらいの規模まで拡張できますか?
Apeiron: Apeironストレージネットワークは、低コストのスケールアウト向けに設計されています。各ADS1000ストレージエンクロージャには、外部接続用の40Gbit Ethernetスイッチポートが32個搭載されています。サーバーを追加するには、HBAポートをADS1000スイッチポートに接続するだけです。ADS1000の追加は、筐体間のケーブル接続だけで完了します。ラック間接続に外部スイッチが必要になることなく、数百台のサーバーとペタバイト規模のストレージまでシステムを拡張できます。
当社のパートナーの中には、これらのトップオブラックスイッチを使用して何千台ものサーバーを当社のストレージにネットワーク接続している会社があります。
El Reg：今後数年間で NVMe 外部ストレージ ソリューションはどのように進化していくとお考えですか?
Apeiron:アプリケーションはますます、人工知能を用いた大規模データセットのリアルタイム分析へと移行しています。データセンターのスプロール化を回避するには、外部NVMeソリューションは、IOPSの向上とレイテンシの低減を継続しながら、拡張性を維持する必要があります。
Apeironは、2013年にNOSQLインメモリデータベースの成長に伴い、このニーズが再び高まっていることを察知しました。これらのソリューションは非常に成功を収めましたが、データセットが約10TB、あるいはサーバー数が約100台に達すると、直接接続型ストレージではハードウェアと管理のコストが過度に増大しました。これがスケールアウトアーキテクチャの課題であり、多くの企業が外部NVMeストレージソリューションへの移行を進めている理由です。
これらのアプリケーションは現在、複数の種類のNVMeストレージを使用するように進化しています。あるアプリケーションでは、メタデータ用にサーバークラスメモリ、ホットワーキングデータ用にMLC（2ビット/セル）フラッシュ、そして長期読み取り専用データ用にTLC（3ビット/セル）またはQLC（4ビット/セル）を使用する必要がある場合があります。ADS1000は、これらすべてのNVMe SSDクラスを1つの環境でサポートするように設計されています。
コメント
一般に、Apeiron のアレイは NVMe over fabrics アレイよりも導入が簡単ですが、顧客が違いとその価値を理解できるように、予想される NVMe over fabrics アレイの氾濫に対する Apeiron の差別化を維持する必要があります。
これを示す顧客事例、特に、これらのトップ オブ ラック スイッチを使用して何千台ものサーバーを当社のストレージにネットワーク接続しているパートナーに関する事例に遭遇した場合は、その事例を掲載します。®
