下記のしすなま!録画と併せてご覧ください。資料・録画の内容は生放送時点のものです。 第22回-第2部「ここが違う！PCIeベースの新しいNAND Flashソリューション」-LSI Nytro WarpDrive/IBM High IOPS モジュラー アダプター-(2012/11/29) <出演①> 岡田 哲弥 様 LSIロジック(株) サーバー アンド ストレージI/O ソリューションズ シニア FAE <出演②> 彦田 太郎 様 LSIロジック(株) サーバー アンド ストレージI/O ソリューションズ OEM セールス アンド ビジネス デベロップメント マネージャー <出演③> 早川 哲郎 日本アイ・ビー・エム(株) システムｘ事業部 テクニカル・セールス システムズ＆テクノロジー・エバンジェリスト(System x) http://www.ustream.tv/recorded/27364963

1. ここが違う！PCIeベースの新しいNAND Flash
ソリューション
LSIロジック株式会社 シニアFAE 岡田哲弥
2012年11月29日

2. 2 LSI Confidential
Contents
エンタープライズシステムおけるフラッシュソ
リューションの拡がり
LSI Nytroソリューションの紹介
LSI Nytro WarpDriveの特徴
LSI Nytro WarpDriveで高速化されるアプリケー
ションの紹介

3. エンタープライズシステムにおける
フラッシュソリューションの拡がり

4. 4 LSI Confidential
フラッシュメモリの用途の拡大
2000 2015
Source: Gartner December, 2011
“Forecast: Semiconductor Consumption by Electronic Equipment Type, Worldwide, 4Q11 Update”
2005 2010
• 従来はコンシューマ向け
デバイスが主な用途
• 近年エンタープライズで
の利用が増加
• 従来はコンシューマ向け
デバイスが主な用途
• 近年エンタープライズで
の利用が増加
Compute
Compute CAGR
growing at 250%
YoY (‘11-’15)
Compute CAGR
growing at 250%
YoY (‘11-’15)

5. 5 LSI Confidential
システム要求とフラッシュメモリの限界
Time
書き込み寿命
信頼性
高い性能
All flash is different and changes
every 18 months!
– Per bit cost dropping 30% YoY
– Endurance, Reliability, Performance,
Interface
All flash is different and changes
every 18 months!
– Per bit cost dropping 30% YoY
– Endurance, Reliability, Performance,
Interface
12-bit
24-bit
40-bit
60-bit
システムの要求
フラッシュメモリ構造
(ジオメトリ)
LSIフラッシュソリューションで
ギャップを埋める
LSIフラッシュソリューションで
ギャップを埋める

6. 6 LSI Confidential
メモリとストレージのギャップを埋めるフラッシュテクノロジ
エンタープライズシステムの課題
低いサーバー使用率
(多くのソフトウエアライセン
ス)
低いアプリケーション性能
高性能(高消費電力) ハードディスクを複数使用
エンタープライズにおけるフラッシュの利点
サーバ一台あたりの性能向上
( ソフトライセンス費削減)
レイテンシを削減 (1/5 - 1/10)
低消費電力
メモリとストレージのギャップ
(エンタープライズシステム)
SSDsSSDs PCIe Flash Adapters and SolutionsPCIe Flash Adapters and Solutions
T1 Storage
T2 Storage
Near Line
Processor
L1 Cache
L2 Cache
Main Memory
1 ns
10 ns
100 ns
10 ms
20 ms
>20 ms
大きな
レイテンシ・ペナルティ
100,000x

7. 7 LSI Confidential
エンタープライズシステムにおけるフラッシュソリューション
$500M
$1.4B
フラッシュセグメント
プライマリ・ストレージ
大容量PCIeフラッシュ
高性能・大容量
フラッシュによる
キャッシング
2015 TAM
Source: IDC 2012
低容量フラッシュによる
効果的なキャッシング
LSI Nytroソリューションは
全てのセグメントをカバー

8. 8 LSI Confidential
LSI Nytro™
INTRODUCING
Application Acceleration
FASTFAST SMARTSMART EASYEASY

9. 9 LSI Confidential
LSI Nytroアーキテクチャの特徴

10. 10 LSI Confidential
Nytro WarpDriveNytro WarpDrive
アプリケーションアプリケーション
オペレーティング・システムオペレーティング・システム
LSI Product
Nytro MegaRAIDNytro MegaRAID
DASSAS • FC • iSCSI
Nytro XD
Nytro WarpDrive + XD Caching SW
Nytro XD
Nytro WarpDrive + XD Caching SW
Nytro XD Software
I/OI/O
ColdData
HotData
LSI Nytro™ソリューションによるアプリケーション高速化
ApplicationData

11. 11 LSI Confidential
LSI Nytro™ WarpDrive
実際のデータベース負荷で期待される
高性能と長寿命
Nytro WarpDriveNytro WarpDrive
AppData
Application
Operating System
Nytro WarpDriveNytro WarpDrive
CompComp
データベースを想定したベンチマーク
70/30 R/W 8K Random IOPs, 32QD
50%
compression
10%
compression
0%
compression

12. 12 LSI Confidential
App Data Hot Data Cold Data
LSI Nytro™ XD
Nytro XD
Nytro WarpDrive + XD Caching SW
Nytro XD
Nytro WarpDrive + XD Caching SW
SASSAS •• FCFC •• iSCSIiSCSI
Application
Operating System
Nytro XD Software
iSCSI SAN Nytro XD
w/iSCSI SAN
TPC-C
ResponseTime(ms)
0
iSCSI SAN Nytro XD
w/iSCSI SAN
Transactions/second
0
キャッシングにより
透過的にSAN / DAS アレイを高速化

13. 13 LSI Confidential
透過的にVMのパフォーマンスを向上
TCOを削減
Nytro XD (VMWare環境)
SAS • FC • iSCSI
Application
Guest
OS
HotData
ColdData
Application
Guest
OS
Application
Guest
OS
VMware ESX
Nytro XD Software
VM with
iSCSI
VM with Nytro
XD w/ iSCSI
10x
TPS性能
VM with
iSCSI
VM with Nytro
XD w/ iSCSI
3x
VM 密度

14. 14 LSI Confidential
HDD Only Nytro MegaRAID
TPC-C
ResponseTime(ms)
App Data Hot Data Cold Data
LSI Nytro™ MegaRAID™
Nytro MegaRAIDNytro MegaRAID
DASDAS
Application
Operating System
• MegaRAIDを拡張、アプリケーションを高速化
• 最も広く使われているエンタープライズRAIDスタック
• MegaRAID と同じインボックスドライバ (Windows,
Linux, VMWareなど)
0

15. Nytro WarpDriveの特徴

16. 16 LSI Confidential
EASY
•最も広く使われているSASドライバ
•MegaRAID,と共通の管理ツール
•チューンング不要で高パフォーマンス
•外部電源不要 (<25W)
SMART
• ホスト・オフロード・アーキテク
チャ
• DuraClass™ テクノロジ
• 高いレベルのデータ保護技術
FAST
• エンタープライズアプリケーションで
高いパフォーマンス:
Bandwidth > 2GBps;
Average Latency < 50µS
• 安定した性能
• 電源断時のデータ保護、迅速な復旧
LSI Nytro WarpDrive™ PCIe Flash Adapter

17. 17 LSI Confidential
LSI Nytro™ WarpDrive
Nytro WarpDriveNytro WarpDrive
Application
Product Values LSI
業界での標準となっているLSIの
SASドライバ搭載
主要OSにインボックスでドライバを
提供
✔
MegaRAIDと共通の管理ツール ✔
ブート可能 ✔
専用プロセッサによるオフロード・
アーキテクチャ
安定した低いCPU負荷とメモリ使
用率
✔
安定したパフォーマンス ✔
CPU性能に依存しない高いパ
フォーマンス
✔
電源喪失からの迅速な回復 ✔
最大容量 (FHHL) 800GB - 3.2TB
最大容量(HHHL) 400GB - 1.6TB
Operating System
AppData

18. 18 LSI Confidential
テクノロジ 長所 制限
SLC
(single level cell)
最も高いプログラム-
イレース(PE)サイクル
100K PEサイクル
データ保持期間 1年
MLC
(multiple level cell)
SLCの2倍の容量 3K PEサイクル
データ保持期間 1年
eMLC
(enterprise MLC)
高容量、長寿命 30K PEサイクル
データ保持期間 3ヶ月
フラッシュメモリの種類と特徴
MLC: 2 bits/cell

19. 19 LSI Confidential
eMLC vs MLC
データリテンション vs 書き込み寿命:
•フラッシュに書き込んだデータは一定期間で消失.
•SLC / MLCの初期のデータ保持期間は10年.
•eMLC のデータ保持期間は3ヶ月程度まで低下
•エンタープライズ用途では常に通電されており、定期的にリフレッ
シュが行われるので問題にはならない.
•コンシューマ向けのデバイスには向かない.
•eMLCの書き込み寿命は MLCの10倍

20. 20 LSI Confidential
Flashメモリの書き込み処理
フラッシュの書き込み手順
1.空きスペースを確保するために存在するデータを移動
2.書かれていたデータを消去
3.新たなデータの書き込み
フラッシュコントローラの機能 利点 制限
オーバー・プロビジョニング
書き込み速度を向上させるために
ユーザに見えない部分に予備領域
を確保すること
高い書き込み性能 ユーザ容量の低下
ガベージコレクション
ブロックの一部を使用しているデー
タを集めて、新たな空きブロックを作
成する処理
フラッシュの容量を
有効に使うために必
要
書き込み性能の低下
LSI WarpDriveではSandForceコントローラが
フラッシュ・マネジメントを全て処理

21. 21 LSI Confidential
LSI DuraWrite™ テクノロジ
エンタープライズアプリケーションのデータ圧縮率
• 構造化データ
• オラクルデータベースの “pre-compressed” データ
- メタデータやオーバーヘッドの部分などが圧縮できるので12-20%圧縮可能
• その他のデータ:
- JPEG: 4%; PDF 10-50%; Websites: 30-50%; Office Files: 80-90% *
- エンタープライズデータの圧縮率は30-50%との調査結果もあり **
LSI WarpDrive™ の圧縮アルゴリズム
• オーバープロビジョニングの効率を大幅に向上
• SSDの寿命とサステインド性能を劇的に向上
*”File Compression Software Review 2012” – Erin Monaghan, TopTenReviews.com
**”Teradata Compression (V2R4)” -- Mark Morris, The TeradataForum

22. 22 LSI Confidential
実際のデータベースデータ
Oracle Database – Oracle Developer Days Package
固定長フィールド、
連続するデータパ
ターンで高い圧縮
率
構造化データ:
アクセス速度を優先 、データ容量に最適化されていない

23. 23 LSI Confidential
データエラー種別とその対策
ECCで修正可能なエラー
対策: ECCエラー訂正機能
ECCで修正できないエラー
対策: RAISE™プロテクション
SSDで検出できないエラー
対策: CRCによるプロテクション
RAISE™ テクノロジー
Correctable
Errors
Uncorrectable
Errors
Silent
Errors
UBER
~10-15
UBER
~10-29
Correctable
Errors
一般的なSSDコントローラに比べて
エラーレートを大幅に削減
LSI Confidential

24. 24 LSI Confidential
幅広いOS サポート と管理ユーティリティ
• VMware versions: 4.0 U2, 4.1 U1, 5.0
• Listed on the HCL list
• Win 2K8, Win 2K8 R2 and Hyper-V
• WHQL certification is complete
• RHEL: 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 6.0, 6.1
• SSLES: 10SP1. 10SP2, 10SP4, 11SP1
• CentOS: 6
• Solaris 11, 10U10 (x86 & SPARC)
• FreeBSD 7.2, 7.4, 8.1, 8.2
• DDCLI : CLI管理ツール
• MSM : GUI管理ツール (MegaRAIDと共通)
• SNMP to report SMART attributes
LSI Confidential

25. 25 LSI Confidential
MegaRAID Storage Managerによる管理
残り書き込み寿命などステータスの確認、
障害発生時の通知機能などをサポート

26. Nytro WarpDriveで高速化されるアプリケーション

27. 27 LSI Confidential
LSI Nytro WarpDriveで高速化されるアプリケーション

28. 28 LSI Confidential
課題:
ダイレクトマーケティング解析の高速化。
通常のSSDよりも高いパフォーマンス
ソリューション:
1600GB LSI Nytro WarpDrive
結果:
“Nytro WarpDrive を追加することで, 従来の
SSDを使用した構成に比べて、解析速度を
50%向上させることが出来ました。”
- Guido Meijers, System Engineer at
Greenpower
The Solution:LSI Nytro™ WarpDrive – 解析の高速化

29. 29 LSI Confidential
http://www.storagereview.com/lsi_nytro_
warpdrive_wfh8400_custom_flash_array
_build
Read: 8GB/s, Write 14GB/s
Write: 560K IOPS, Read 700K IOPs
LSI Nytro™ - Storage Performance outside of typical
cases