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» 2016年08月08日 10時00分 UPDATE

不揮発性メモリテクノロジーがアプリケーション性能を大幅加速:PCIe接続SSDに比べて14倍高速!アプリケーションの性能不足をHPE ProLiant Gen9 サーバー + NVDIMMテクノロジーが解決

PCIe接続のSSDに比較し14倍高速という不揮発性メモリ「NVDIMM」テクノロジーを搭載したHPE ProLiant Gen9のポイントについて、HPEのキーパーソン2名に聞いた。

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 ビジネスに一層のスピードと柔軟性が求められる中で、機能がますます高度化・複雑化するアプリケーションの性能問題に悩むユーザー企業は多い。その点、日本ヒューレット・パッカード(HPE)が2016年4月に発表した「HPE ProLiant Gen9 サーバー」の新製品は、その解決策となるスペックを有しているという。そのカギとなるのがHPEが業界に先駆けてサポートした不揮発性メモリ「NVDIMM」テクノロジーである。NVDIMMはどのようにアプリケーションの高速化をもたらすのか、その特長に迫る。

アプリケーション高速化のための要注目テクノロジー、不揮発性メモリ「NVDIMM」登場

 企業間競争が激しい中で、競合他社の一歩先を歩み続けるためには、精度の高い情報に基づいたスピーディな意思決定と、顧客ニーズにリアルタイムに応えることが最重要ポイントとなる。

日本ヒューレット・パッカード サーバー製品本部 ラック&タワー製品部 岡村清隆氏

 「企業がこうしたポイントを実現する第一歩として、重要なビジネス情報を保存する基盤となるデータベースなどのアプリケーション高速化は欠かすことができません。より高速にアプリケーションを利用できるようになれば、より速くデータにアクセスでき、より速い経営判断やビジネストランザクションを実現することができます」と、HPE ProLiant サーバーを担当する岡村清隆氏 (サーバー製品本部 ラック&タワー製品部)は語る。

 このような背景から、これまでもHPEにはアプリケーション、特に「データベースをさらに高速化したい」というユーザーからの問い合わせが多数入っていたという。こうした場合、性能のボトルネック要因を解析すると、そのほとんどの原因がストレージI/Oにある。そこでフラッシュテクノロジーを利用して、ストレージI/Oの高速化を図ることが一般的だ。

 しかし「リアルタイムにビッグデータを分析するシステムや、例えばクリスマス商戦のように、季節変動で急激なアクセス増加があるECサイトなど、さまざまなシステムにおいて性能不足に悩むお客さまが増え、それだけでは対処が難しいケースも目立つようになってきました」と、HPE ProLiantのプリセールスを担当する小森博之氏(プリセールス統括本部 サーバー技術本部)は語る。

 そこで検討の俎上に上るのが、インメモリデータベースの利用だろう。しかし、小森氏は次のようにインメモリデータベースの課題を指摘する。

 「全てのデータをメモリ上に展開すれば、データベースの高速化が図れますが、コストが高くなる場合がほとんどです。アプリケーションの改修が必要になるケースも多くあります。また、メモリ上のデータは停電などが発生した場合は保存されないため、更新の際にはログを永続的なストレージに書き込むことが必要です」

 こうした状況を受けて、HPEが推奨しているのが不揮発性メモリテクノロジー、NVDIMM-N規格のNVDIMM(製品名「HPE 8GB NVDIMM」:予定価格15万5000円)だという。

 NVDIMMは、基板上にDRAMと不揮発性のフラッシュメモリを搭載した製品である。NVDIMMには、不揮発性メモリをDRAMのバックアップ用として用いる「NVDIMM-N」、システムから直接不揮発性メモリにアクセスできる「NVDIMM-F」、NVDIMM-NとNVDIMM-Fの両方のモードを備える「NVDIMM-P」の3種類の規格がある。今回、HPEが提供を開始したのはNVDIMM-N規格に対応したものだ。

ALT 図1 NVDIMMとは何か《クリックで拡大》

 NVDIMMは、通常稼働時にはOSからストレージとして認識され、NVDIMM上のDRAMに対して書き込み/読み込みを行う。電源が失われると、HPE Smartストレージバッテリーを利用して、DRAM上の内容を不揮発性メモリに自動的に移動する。そして電源が復活すると、不揮発性メモリの内容をDRAMに復元して、稼働が再開される。そのため、電源喪失によってNVDIMM上のデータを失うことはない。

ALT 図2 高速性とデータ保護を両立できる仕組み

 小森氏は、次のようにNVDIMMの特長を解説する。

 「NVDIMM は、サーバー本体のメモリスロットに装着して使用します。OSからは通常のストレージとして認識されるので、アプリケーションを修正する必要なく高速なストレージとして利用でき、低コストで大きな性能向上を図れることになります。当社の検証では、読み込みの速さでは定評のあるPCIe接続SSDに比較して、16倍も速くなっていることが分かりました。つまり、NVDIMMを採用することで、コストを抑えながら大幅な高速化を図ることが可能となるのです」

ALT 図3 PCIeフラッシュとNVDIMMの性能比較《クリックで拡大》

性能に課題があるデータベース環境に最適なNVDIMM

 データベースの性能に課題を持つシステムにNVDIMMが最適である理由をさらに詳しく見ていこう。

 「高速化という観点では、データベースのトランザクションログをNVDIMM上に配置することで、性能不足の解消を図ることが可能です。当社の検証では、オールフラッシュで構成したSQL ServerデータベースにHPE 8GB NVDIMMを加え、トランザクションログファイルを移した場合、ログの書き込み時間が1/8に減少しました」と小森氏。

ALT 図4 ログ書き込み時間の測定結果

 PCIe接続SSDに比較して、レイテンシー(遅延)が小さくかつ安定していることもデータベース用途に利用する上で有効であるという。なぜなら、データへアクセスしたとき、問い合わせごとにレイテンシーが違っていると、ユーザー視点ではアプリケーションの性能が安定しないことになり、顧客満足度の低下につながるからだ。

 現時点で1枚8GB、サーバー当たり最大で128GBまでというNVDIMMの容量を考えたとき、ストレージ領域のキャッシュとすることも有効な使い方だ。

日本ヒューレット・パッカード プリセールス統括本部 サーバー技術本部 小森博之氏

 「Windows Server 2012 R2で導入された記憶域スペースのライトバックキャッシュと組み合わせて、大容量キャッシュとしてHPE 8GB NVDIMMを活用することで、リーズナブルな価格でアプリケーション性能の改善ができることになります」と、小森氏はその商品力に自信をうかがわせる。

 さらにNVDIMMは、PCIe接続/SAS接続のSSDと混在させて利用することができるため、コストの最適化を図りながら最大のパフォーマンスを得る構成を取れることも大きなポイントだろう。

NVDIMMの導入には、Windows Server OSとの相性が重要

 では、NVIDIMMの導入に当たって検討すべきポイントは何であろうか。

 「やはりサーバーOSとの相性です。特に、x86サーバー上の稼働OSで最大のシェアを誇るWindows Serverとの相性は最も重要な点です」と岡村氏は指摘する。

 HPEにはマイクロソフトとの30年近くにわたる長期の協調関係がある。この協調に基づいて、Windows Server や Hyper -V、SQL Serverなどは以前よりHPE ProLiant サーバー上で開発されている。現在販売中のサーバーOSとなるWindows Server 2012 R2 の開発標準機としてもProLiantが採用されている。

 「このため、Windows Server 2012 R2は新しいHPE ProLiant Gen9上でも抜群の安定度・親和性を実現しています。HP 8GB NVIDIMM用ドライバーもWindows Server 2012 R2向けに提供します」と岡村氏は話し、さらに次のように続ける。

 「HPEがWindows ServerのOEMライセンスを提供していることも注目いただきたいポイントです。現在HPEから提供するWindows ServerのOEMライセンスは、プリインストールモデルや販売店さま経由のバンドルプラスと呼ぶ形態で提供しています。お客さまに最適な形でHPE ProLiantサーバーごと購入可能なパッケージです。手配の手間が少なく、短納期を実現でき、価格競争力が高いことが特長です。さらに、HPEから3カ月間、インストレーション方法の問い合わせなどの無償テクニカルサポートを提供していることも評価が高いポイントです。SQL ServerのOEMライセンスも販売していますので、ハードウェアからOS、データベースまでワンストップで安心して導入可能です」

 一方、小森氏は「次期サーバー OSとなるWindows Server 2016の開発プラットフォームも、HPE ProLiantサーバーです。もちろんNVDIMMもWindows Server 2016標準でサポートされる予定であるため、安心してこの新しいテクノロジーを活用できます」とその将来性も強調する。

 今まで、アプリケーションの性能不足を解消する手段として、SQLなどのチューニングやプログラムの改修を行うことは、技術的にも予算的にもハードルが高いと感じるユーザーも多かったことだろう。そのようなユーザーにとって、高性能かつ高信頼、リーズナブルな価格で導入可能なNVDIMMは朗報であるに違いない。アプリケーションの高速化を図る際、まずはNVDIMMの導入から検討を開始してはいかがだろうか。

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提供:日本ヒューレット・パッカード株式会社
アイティメディア営業企画/制作:@IT 編集部/掲載内容有効期限:2016年9月7日

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