Fusion-io製品ご紹介

Fusion‐io

ioDrive製品のご紹介

東京エレクトロン デバイス株式会社 CN事業統括本部 CNプロダクト事業部 ビジネス・デベロップメント部 GL 鈴木 雅貴 2011年1月13日

BBD / Tokyo Electron Device LTD 2

システム全体の

パフォーマンスボトルネックは?

容量 HDD Tape L1,2,3 Cache 半導体 メカニカル 二次記憶 (長期保存) 不揮発性 DRAM メモリ

CPUは

スピード

向上、記憶領域は

容量

向上

レイテンシ (遅延時間) ns (10E-9) ms (10E-3) 一次記憶 (短期保存) 揮発性 SSS SSD 6桁のスピード差 KB MB GB TB PB us (10E-6)

BBD / Tokyo Electron Device LTD 3

ストレージの新カテゴリー

容量 HDD Tape L1,2,3 Cache 半導体 メカニカル 二次記憶 (長期保存) 不揮発性

DRAMと外部ストレージ性能のギャップを埋める製品

レイテンシ (遅延時間) ns (10E-9) ms (10E-3) 一次記憶 (短期保存) 揮発性 SSS SSD KB MB GB TB PB us (10E-6)

ioMemory

ioMemory

3桁のスピード差 DRAM メモリ

26

26

us

us

Fusion-io

会社概要

 NAND型フラッシュメモリーを使った新しい形のストレージを開発、製造 (SSDとは異なる設計)  設立 2006年、最初の製品出荷 2008年  従業員(Worldwide) 約300名  Steve Wozniakがチーフサイエンティストとして参加 本社所在地 Fusion-io Co.
 Salt Lake City, UT

 HP、IBM、DellがOEM採用し、Samsungと戦略的パートナーとして提携

 製品出荷からの短期間で急速に販売数拡大

 1200社を越える顧客、Fortune 100の50%以上で採用

製品概要

PCIeカード一枚で実現

大規模SANストレージと同等の性能が...

•N+1 冗長化 •パリティ・チップ •RAID相当のコントローラ •エラー検出、修正機能

ioDrive

ioDrive Duo

NAND Flash  Memory NAND Flash  Memory Controller Controller Parity Chip Parity Chip PCIeBus PCIeBus

ioDrive

ioDrive新製品

ioDrive Octal

脅威的な性能の

大容量モデル新登場



容量：

5.12TB (MLC)



Readバンド幅：

6.0GB/s



Writeバンド幅：

4.4GB/s



Read IOPS：

1,190,000



Write IOPS：

1,180,000

製品マトリックス

ioDrive ioDrive Duo ioDrive Octal

160GB 320GB 640GB 320GB 640GB 1.28TB 5.12TB

NAND タイプ _{SLC MLC MLC SLC MLC MLC MLC} Read バンド幅 (64kB) _{770 MB/s 735 MB/s 750 MB/s 1.5GB/s 1.5GB/s 1.5GB/s 6.0GB/s} Writeバンド幅(64kB) _{750 MB/s 510MB/s 550 MB/s 1.5GB/s 1.0 GB/s 1.1GB/s 4.4GB/s} Read IOPS(512Byte) _{140,000 100,000 93,000 261,000 196,000 185,000 1,190,000} Write IOPS(512Byte) _{135,000 141,000 145,000 285,000 285,000 278,000 1,180,000} 混在IOPS(75/25 r/w) _{123,000 67,000 74,000 138,000 138,000 150,000 729,000} アクセス遅延 (Read) _{26µs 29µs 30µs 26µs 29µs 30us 30us} インターフェース PCIe x4 PCIe x8 Gen1 or

PCIe x4 Gen2

PCIe x16 Gen2

消費電力 _{7.5W 7.5W 7.5W 36W 36W 36W －}

Microsoft Windows**, RHEL 4 & 5; SLES 10 &11

* Performance achieved using multiprocessor enterprise server**64-Bit Windows XP, Vista, Server 2003 & 2008

新登場

デザインコンセプト

(広帯域バスを有効活用)

Intel Xeon

(5400シリーズ以前) サーバーチップセット Intel 5000/ 5100 / 5400 ワークステーションチップセット X38 Expressチップセット

Intel Xeon

(Nehalem系)

（5500 / 5600 / 6000 / 6500）

Intel Core i7

サーバーチップセット Intel 7500/ 5520 / 5500 ワークステーションチップセット X58 Expressチップセット 従来の SSD ESB チップセット I/O Controller Hub

(SATA Controller) Fusion-io PCIe PCIe

CPU

チップセット MCH FSB FSB PCI-Express メモリー FBDIMM ESB チップセット I/O Controller Hub (SATA Controller) Fusion-io PCIe PCIe

CPU

Nehalem系 チップセット IOH (IO-HUB) QPI PCI-Express メモリー DDR3 従来の SSD SATA 300MB/s ノースブリッジ側での ノースブリッジ側での 高速なアクセスを実現 高速なアクセスを実現 メモリーが メモリーがCPUCPU直結に直結に なり、 なり、QPIQPIを占有できるを占有できる ことで、さらに高速アク ことで、さらに高速アク セスを実現 セスを実現

ioDriveアーキテクチャ

Host Memory Flash Array Metadata Cache Operating  System and  Application  Memory Commands Data Transfers Driver Controlpath 24  Channels  Wide 8 Banks Deep レバレッジ Host CPUリソースの活用 高信頼性 Flashbackテクノロジー Deep ECC 高パフォーマンス 24チャネル、8バンク の高速Flash Array シンプルパス

Host to Flash Array

分離

ioDriveと他社SSDとの違い

ioDrive Application CPU Metadata Processor Metadata Processor 1 1 Flash Controller Flash Controller 2 2 Context Switching SSD 5 RAID Controller Application CPU 2 2 6 6 Metadata Processor Metadata Processor Flash Controller Flash Controller 3 3 4 4 5 5 1 1 ①低レイテンシ 高パフォーマンス ②省電力 グリーン ③低障害ポイント 高信頼

■他社SSD

■ioDrive

バンド幅 (Read) ioDrive: 770MB/s ioDrive Duo: 1.5GB/s ioDrive Octal: 6.0GB/s PCIe 有効帯域 PCIex4 =2GB/s PCIex8 =4GB/s PCIex16 =8GB/s バンド幅(Read) I社製品: 250MB/s バンド幅 SATA: 300MB/s

KILOWATTS

57 kWh/yr 年間￥

16,500-KILOWATTS

1／200に削減！

11,320 kWh/yr 年間￥ 3,277,819-15,000 RPM FC Hard Disk Drive

■年間電力消費量比較

（100,000 IOPS当たり)

※

FCストレージシステム（FC 15,000rpm HDD 15台構成

）

との比較

※Sequential Read値

省電力設計

コスト削減

工数 障害点 工数 障害点 台数 台数 電力 Server + Storage 消費電力 消費電力 スペース 冷却 ラック数 ラック数 消費電力 消費電力 管理 Update 障害対応 拡張・増設

削

減

削

減

システム全体の運用コストを大幅に削減

NANDフラッシュメモリーの弱点を克服

性能低下の問題

大きなBlock書き込み 小さなBlockのランダム書き込み 連続した書き込み

性能低下の問題

大きなBlock書き込み 小さなBlockのランダム書き込み 連続した書き込み

極めて高い性能を維持

24チャネルによる広帯域処理 8バンクによる並列処理 バックグラウンドWear Leveling 書き込み領域の最適化 (Grooming)

極めて高い性能を維持

24チャネルによる広帯域処理 8バンクによる並列処理 バックグラウンドWear Leveling 書き込み領域の最適化 (Grooming)

NANDフラッシュメモリー

信頼性の問題

Die、Chip、Pad障害 ビットエラー 寿命(書き込みサイクル制限)

信頼性の問題

Die、Chip、Pad障害 ビットエラー 寿命(書き込みサイクル制限)

信頼性を大幅に改善

N+1のRAIDクラスの冗長性 強力なECCによるビット訂正 特許技術を持つGrooming、 Wear Levelingにより、HDD型 SSDと比較して、10-50倍の書 込み寿命(耐性)を実現

信頼性を大幅に改善

N+1のRAIDクラスの冗長性 強力なECCによるビット訂正 特許技術を持つGrooming、 Wear Levelingにより、HDD型 SSDと比較して、10-50倍の書 込み寿命(耐性)を実現

ioDrive

導入効果

トランザクション量の多い

アプリケーション

•Web関連データベース(MySQL等) •検索プラットフォーム •Memcached (object) •データウェアハウス (Adhoc query) •データモデリング、シュミレーション •マルチスレッドストリーミング (VOD) •ノンリニアビデオ編集

トランザクション量の多い

アプリケーション

•Web関連データベース(MySQL等) •検索プラットフォーム •Memcached (object) •データウェアハウス (Adhoc query) •データモデリング、シュミレーション •マルチスレッドストリーミング (VOD) •ノンリニアビデオ編集

I/Oボトルネック

•CPUのディスクIOレス待ち(idle)が長い •メモリーのスワップアウトが多い •インメモリで展開不可能な大容量DB •テンポラリーデータ（中間ファイルやログな ど）のサイズが大きい

I/Oボトルネック

•CPUのディスクIOレス待ち(idle)が長い •メモリーのスワップアウトが多い •インメモリで展開不可能な大容量DB •テンポラリーデータ（中間ファイルやログな ど）のサイズが大きい

ストレージのボトルネック

を解消

ストレージのボトルネック

を解消

アプリケーションを高速化

アプリケーションを高速化

システム全体を高速化

サービスレベルを向上

トータルコストを削減

ioDrive特徴まとめ

超高速ストレージ



PCIeカードにNANDフラッシュメモリーとシングルコントローラを実装



単一ボードの性能では業界最高速

データの完全性



N+1の冗長性と高度なエラー補正機能



データ消失、不整合の原因を排除(DRAMキャッシュやSuperCap)

高い信頼性



フラッシュメモリーの信頼性や書き込み寿命の問題を、特許技術で解決



エンタープライズ環境での使用に十分耐える設計

システム全体のコストを削減



導入コスト(大規模ストレージを置き換え、サーバー台数増大を抑える)



運用コスト(管理、消費電力、設置スペース等)

ありがとうございました

東京エレクトロン

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