「管理の概要」のストレージに関する記事は、ディスクアレイを編成するためのソフトウェアテクノロジーを実際には扱っていませんでした。 さらに、ソリッドステートドライブを使用した比較的安価なストレージアクセラレーションシナリオのレイヤー全体が舞台裏に残りました。

したがって、この記事では、SSDを使用してストレージサブシステムを高速化するための3つの優れたオプションを検討します。

なぜSSDからアレイを組み立てるだけではありません-トピックに関する少しの理論と推論

ほとんどの場合、SSDは、より多くの帯域幅とIOPSを備えた、単にHDDの代替と見なされます。 ただし、このような「ヘッドオン」交換は多くの場合高価すぎ（HPブランドのドライブ、たとえば2,000ドルからのコスト）、使い慣れたSASドライブがプロジェクトに返されます。 また、高速ドライブは単純にポイントごとに使用されます。

特に、システムパーティションまたはデータベースのあるパーティションにSSDを使用すると便利なようです。具体的なパフォーマンスの向上は関連資料で確認できます。 これらの比較から、従来のHDDを使用する場合、ボトルネックはドライブのパフォーマンスであり、SSDの場合、インターフェイスはすでに抑制されていることがわかります。 したがって、ドライブのみを交換しても、包括的なアップグレードと同じ利益が得られるとは限りません。

サーバーは、SATAインターフェースを備えたSSD、またはより生産的なSASおよびPCI-Eを使用します。 市場に出回っているほとんどのSASサーバーSSDは、HP、Dell、およびIBMブランドで販売されています。 ちなみに、ブランドサーバーでも、東芝、HGST（日立）などのOEMのディスクを使用できます。これにより、同様の特性を備えたアップグレードを可能な限り安価にできます。

SSDの普及により、PCI-Eバスに接続されたドライブにアクセスするための別のプロトコルであるNVM Express （NVMe）が開発されました。 このプロトコルはゼロから設計されており、通常のSCSIおよびAHCIの機能を大幅に上回っています。 NVMeは通常、PCI-E、U.2（SFF-8639）および一部のM.2インターフェイスを備えたソリッドステートドライブを使用します。これらは通常のSSDの2倍以上の速度です。 このテクノロジーは比較的新しいものですが、時間の経過とともに最速のディスクシステムで確実にその位置を占めるようになるでしょう。

したがって、従来のソリッドステートドライブのポイントツーポイント交換にRAID 1のMLCモデルを使用することは論理的であり、同じレベルの信頼性で優れた速度を実現します。

SSDでRAIDを使用することはお勧めできません。 この理論は、RAIDのSSDが同期的に消耗し、ある時点で、特にアレイの再構築時にすべてのディスクが一度に故障する可能性があるという事実に基づいています。 ただし、状況はHDDでもまったく同じです。 磁気表面の損傷したブロックは、SSDとは異なり、情報を読み取ることさえできません。

ソリッドステートドライブのコストは依然として高いため、ポイントの交換やSSDのみに基づいたストレージシステムの使用に加えて、代替ドライブの使用について考えさせられます。

RAIDコントローラキャッシュの拡張

アレイ全体の速度は、RAIDコントローラーキャッシュのサイズと速度に依存します。 SSDを使用してこのキャッシュを拡張できます。 このテクノロジーは、IntelのSmart Responseソリューションに似ています。

このようなキャッシュを使用すると、使用頻度の高いデータがキャッシュSSDに保存され、そこから通常のHDDへの読み取りまたは書き込みが実行されます。 通常、通常のRAIDと同様に、ライトバックとライトスルーの2つの操作モードがあります。

ライトスルーの場合、読み取りのみが加速され、ライトバックの場合、読み取りと書き込みが加速されます。

通常、作業には特別なライセンスまたはハードウェアキーが必要です。 市場で人気のあるメーカーの具体的な技術名は次のとおりです。

• LSI（Broadcom）MegaRAID CacheCade。 キャッシュの下で最大32個のSSDを使用できます。合計サイズは512 GB以下で、キャッシュディスクからのRAIDがサポートされています。 ハードウェアキーとソフトウェアキーにはいくつかのタイプがあり、コストは約20000 rです。

  
  
  
  
  
  
  

• Microsemi Adaptec MaxCache。 任意のRAID構成のキャッシュで最大8つのSSDを使用できます。 ライセンスを別途購入する必要はありません;キャッシュはQシリーズアダプターでサポートされています。

  
  
  
  
  
  
  
• 第8世代および第9世代のProLiantサーバー上のHPE SmartCache。 実際の価格はリクエストに応じて入手可能です。

SSDキャッシュの動作スキームは非常にシンプルです。頻繁に使用されるデータはオンラインアクセスのためにSSDに移動またはコピーされますが、人気の低い情報はHDDに残ります。 その結果、繰り返されるデータの速度が大幅に向上します。

SSDベースのRAIDキャッシュの動作を説明するために、次のグラフが提供されています。

StorageReview-データベースを操作するときの異なるアレイのパフォーマンスの比較：従来のディスクが使用され、LSI CacheCadeに基づく代替ディスク。

しかし、ハードウェアの実装があれば、確実に低価格でソフトウェアのアナログもあります。

コントローラーなしの高速キャッシュ

ソフトウェアRAIDに加えて、ソフトウェアSSDキャッシュもあります。 Windows Server 2012では、記憶域スペースと呼ばれる興味深い技術が導入されました。これにより、利用可能なドライブからRAIDアレイを収集できます。 ドライブは、データボリュームが既に配置されているプールに結合されます-このスキームは、ほとんどのハードウェアストレージシステムに似ています。 記憶域スペースの便利な機能には、多層ストレージ（ストレージ層）と書き込みキャッシュ（ライトバックキャッシュ）があります。

ストレージ層を使用すると、より一般的なデータがSSDに保存されるHDDとSSDから1つのプールを作成できます。 HDDに対するSSDの数の推奨比率は1：4-1：6。 ミラーの各部分には同じ数の通常のディスクとSSDが必要であるため、設計時には、ミラーリングまたはパリティ（RAID-1およびRAID-5のアナログ）の可能性を考慮する必要があります。

記憶域スペースの書き込みキャッシュは、RAIDアレイの通常の書き戻しと変わりません。 ここでのみ、必要なボリュームがSSDに「食い込み」、デフォルトは1ギガバイトになります。

一般的な作業スキームは次のようになります。

• 空のディスクに書き込む場合、データはSSDに保存されます。

  
  
  
  
  
  
  

• SSDがいっぱいになると、データはライトバックキャッシュに書き込まれ、キャッシュはHDDに書き込まれます。

  
  
  
  
  
  
  

• キャッシュがいっぱいの場合、記録は直接HDDに行われます。

  
  
  
  
  
  
  
• このプロセスでは、データが再編成され、「ホット」情報がSSDに保存され、「コールド」情報がHDDに保存されます。

他のオペレーティングシステムを検討する場合、テクノロジーはさらに利用可能です。 たとえば、GNU \ Linuxには、 bcache 、 EnhanceIO 、 dm-cache、およびlvmcache 、ZFSのL2ARC 、 Cephsの キャッシュ 階層化 、およびキャッシュプールがあります。

ディスクシステムのソフトウェアアクセラレーションについて話す場合、興味深いオプションはこれらの目的でのRAMの使用です。 PrimoCacheのように、RAMの一部をキャッシュに「噛む」ことができるアプリケーションがいくつかあります。 このようなソリューションは、作業の高速化に加えて、SSDの寿命を延ばすのに役立ちます。 主なことは、 電源の問題に対する保護を提供し、そのようなセクションにあまりに重要なデータを配置しないことです。

合計

ファイルサーバーとWebサーバーはSSDキャッシュで適切に機能し、運用データベースを配置するために、通常のデータドライブからのRAIDアレイとトランザクションログの下の別のSSDミラーが優先されます。 データを扱う他のシナリオでは、より創造的なアプローチと使用の詳細に関する知識が必要です。

ソリッドステートドライブを正しく使用するための独自のコツがある場合は、記事の例を補足するコメントを共有してください。

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