前回の「今さら聞けないフラッシュって？― 第 2 回」では、エンタープライズ向けストレージで、フラッシュを利用する際の一般的な懸念点に触れました。今回は、それらの懸念点に対するピュア・ストレージの解決策をご紹介します。
ピュア・ストレージは 2009 年の創業当時から、書き込み寿命が長いエンタープライズ向け SSD（例：SLC、eMLC）と比較して、GB 単価が安価なコンシューマ向けの SSD（例：cMLC、TLC）を選択してきました。
創業当時、コンシューマ向け SSD をエンタープライズ向けストレージで使うのは、非常にリスクの高いことでした。その対策として、ピュア・ストレージでは、フラッシュメモリの信頼性をソフトウェアで管理しています。これにより、コンシューマグレードの SSD をエンタープライズグレードに引き上げました。
書き換え寿命があり、書き込み処理が苦手といわれる SSD の信頼性を、ピュア・ストレージはどのようにしてエンタープライズグレードにまで引き上げたのでしょうか？
それは、以下のような技術によって実現されています。
ピュア・ストレージの解決策
1. FlashCare ー世代ごとの NAND の特性をソフトウェア側で吸収
前回の「今さら聞けないフラッシュって？― 第 2 回」で、ストレージコントローラからの書き込みサイズ（例：4 KB）のブロックサイズと、 NAND のブロックサイズ（例：1 MB）の差が与える影響について触れました。この差は、非効率な書き込みの原因となり、性能や書き込み寿命に大きな影響を及ぼします。NAND のブロックサイズは、各 SSD ベンダー、世代ごとに異なります。また、これまで HDD 向けのストレージ OS で管理していたブロックサイズとも大幅に異なります。
ピュア・ストレージの FlashCare は、世代ごとの NAND に対して最適なブロックサイズで書き込み（内部のデータ移動を極小化）を行います。これにより、SSD の寿命を最大化します。
以下の図 3 のように SSD を使っても、搭載するストレージの書き込みアーキテクチャによって、耐用年数は大きく変化します。
ピュア・ストレージでは、将来の NAND 大容量化に合わせて、最適な書き込みサイズをソフトウェアで定義できます。効率的な書き込みを行い、SSD の長寿命化、世代間の混在を可能にします。
2. 優れた重複排除と高い圧縮率
削減率の高い重複排除と圧縮によるインラインの書き込みは、ピュア・ストレージの特長の 1 つです。書き込み量を大幅に減らし、SSD の長寿命化に大きなメリットをもたらします。
3. SSD をグローバルに管理
一般的なオールフラッシュストレージは SSD にかかる負荷が大きく、SSD コントローラ単体での処理に限界があります。ピュア・ストレージでは、Purity と呼ばれるソフトウェアが SSD の機能を一部肩代わりすることで、SSD 単体の性能問題を解決しました。
さらに、SSD をグローバルに管理することで複数の SSD をまとめ、書き込み回数の平準化やガベージコレクションを実施します。これにより、SSD 単体で定義されている性能や寿命を高めることを可能にしました。
大まかに言うと、通常のストレージシステムでは、データにパリティを付与し、それぞれの SSD に対して決められたサイズのデータの書き込み指示を出します。しかし、SSD 側では、データの整理や平準化、ビットエラーなどの対応を別に行っています。このときにストレージコントローラからの書き込み指示があると、I/O 処理がバッティングし、レスポンスが悪くなります。
ピュア・ストレージの場合、SSD への各種指示もストレージコントローラ側のソフトウェアで実行します。SSD 側で I/O 処理を行う際は、上位からの I/O を別の SSD に流すといった柔軟な対応ができるため、性能低下のない運用が可能です。
以上のように、ピュア・ストレージでは、独自のソフトウェア技術により、SSD のコストを抑えながら、書き換え寿命があり、書き込み処理が苦手、という懸念点を解決しました。ピュア・ストレージは、SSD に優しいストレージを提供しています。
