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ホワイトペーパー

要約

このホワイトペーパーでは、新しいVNX^®ストレージシステムにおけるEMC^® Multicore FAST^™ Cacheテクノロジーの概要について説明します。Multicore FAST^™ Cache機能の実装、およびUnisphere^®

やNaviSecCLIを使用した操作方法について詳しく説明します。また、

使用のガイドラインやお客様の主なメリットについても説明します。

2014年7月

EMC VNX Multicore FAST ^™ Cache

VNX5200 、 VNX5400 、 VNX5600 、 VNX5800 、 VNX7600 、 VNX8000

詳細レビュー

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パーツ番号H12208.2-J

EMC VNX Multicore FAST Cache VNX5200、VNX5400、VNX5600、 2 VNX5800、VNX7600、VNX8000：詳細レビュー

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エグゼクティブサマリー

EMC^®がフラッシュテクノロジーをエンタープライズアレイのディスクモジュール（一般にSSDと呼ぶ）

に初めて導入して以来、このテクノロジーの使用をすべてのEMC^® VNX^®シリーズに拡大することがEMCの目標でした。フラッシュテクノロジーが持つ高パフォーマンスとギガバイト単位のコストの急速な下落が、このキャッシュ階層の概念につながりました。キャッシュ階層とは、ストレージプロセッサのDRAMベースのプライマリキャッシュとHDD（ハードディスクドライブ）の間に位置する、FAST Cacheで最適化されたフラッシュドライブを使用した大容量のセカンダリキャッシュです。新しいEMC VNXストレージシステムでは、この機能はEMC Multicore FAST^™ Cacheと呼ばれます。

Multicore FAST Cacheは、ストレージシステムの既存のキャッシュ容量を拡張して、システム全体

のパフォーマンスを向上させます。Multicore FAST Cacheではこれを実現するために、HDDより高速な、FAST Cacheで最適化されたフラッシュドライブにアクセス頻度の高いデータをコピーして DRAMキャッシュの機能を拡張し、システムパフォーマンスを向上させます。また、Multicore

FAST Cacheは、DRAMキャッシュよりもはるかに大容量で拡張性の高いキャッシュを提供します。

Multicore FAST Cacheの容量は100 GBから4.2 TBまでサポートされ、既存のストレージシステムで使用できるDRAMキャッシュよりもはるかに大容量です（「付録A：Multicore FAST Cacheの構成オプション」を参照）。

システムレベルでは、Multicore FAST Cacheがフラッシュドライブ容量を最も効率的に使用できます。これは、Multicore FAST Cacheが、フラッシュドライブを特定の用途用に割り当てるのではなく、ストレージシステム内で最も頻繁にアクセスするデータ用に使用するためです。Multicore

FAST Cacheの構成は、既存のメモリ割り当てインターフェイスを使用し、ホスト（サーバー）サイク

ルを使用しない無停止のオンラインプロセスです。Multicore FAST Cacheは、RAIDで保護されたミラーペアで作成されます。容量のオプションは、ストレージシステムのモデルや、取り付けられているフラッシュドライブの数とタイプによって異なります。Multicore FAST Cacheを作成し、ストレージボリューム上で有効化すると、Unisphere^®で管理できます。アプリケーションでMulticore

FAST Cacheによるパフォーマンスメリットを確認できるまでに、ユーザー介入は不要です。

Multicore FAST Cacheは、クラシックLUNとプールLUNで使用できます。

はじめに

このホワイトペーパーでは、Multicore FAST Cache機能の概要について説明します。Multicore

FAST Cacheの目的は、フラッシュドライブのパフォーマンスを活用しドライブを効率的に使用して、

システム内で最も頻繁にアクセスするデータを格納することです。特定のデータチャンクに頻繁にアクセスする場合、VNXは、ハードディスクドライブからフラッシュドライブのMulticore FAST

Cacheにそのデータチャンクを自動的にコピーします。同じデータチャンクへの後続のI/Oアクセ

スは、フラッシュドライブのレスポンス時に処理されるため、ストレージシステムのパフォーマンスが向上します。このデータチャンクのアクセス頻度が減少し、その他のチャンクをMulticore FAST

Cacheにコピーする必要が生じた場合は、最も使用頻度の少ないデータが最初に置き換えられ

ます。Multicore FAST Cacheのアルゴリズムと基本操作の詳細については、このホワイトペーパーの「オペレーション原理」のセクションで説明します。

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対象読者

このホワイトペーパーは、新しいVNXストレージシステムでMulticore FAST Cache機能の使用を検討されているEMCのお客様、パートナー様、EMCの従業員を対象としています。読者がVNXストレージシステムおよび EMC の管理ソフトウェアの使用方法を熟知していることを前提としています。

用語

• キャッシュページ：Multicore FAST Cache内に割り当てられた最小ユニットで、サイズは 64 KB。

• キャッシュクリーンページ：有効なMulticore FAST Cacheのページ。ユーザーLUNと同期されたデータのコピーが含まれる。

• キャッシュクリーンページ：有効なMulticore FAST Cacheのページ。ユーザーLUNと同期されたデータの最新のコピーが含まれる。

• キャッシュ警告：新しいページが作成されたあとにそのページをFAST Cacheにコピーするプロセス、または、まったく新しいデータセットの参照を開始するアプリケーションのアクセスプロファイルの変更。

• チャンク：特定のアドレス範囲内のデータ部分（64 KB）。

• DRAMメモリ：非常に高速なストレージメディア（DRAM）にデータを格納するためにマルチコアキャッシュで使用するストレージシステムコンポーネント。これにより、そのデータに対する要求を高速処理できます。

• エクステント：隣接する物理ブロックのセット。

• Multicore FAST Cacheコピー：Multicore FAST CacheページからバックエンドのハードディスクベースのLUNにデータをコピーするプロセス。

• Multicore FAST Cacheプロモーション：HDDからMulticore FAST Cacheページにデータをコピーするプロセス。

• Multicore FAST Cacheフラッシュ：使用するページを解放するために、Multicore FAST

CacheページからバックエンドのハードディスクベースのLUNにデータをコピーするプ

ロセス。

• Multicore FAST Cacheヒット：Multicore FAST Cacheのコンテンツを使用してI/Oを完了できる場合のインスタンス。

• Multicore FAST Cacheミス：I/Oを完了するために必要なデータ、およびHDDで使用する必要のあるデータが Multicore FAST Cacheに含まれない場合のインスタンス。

• フラッシュドライブ：ソリッドステートメディアを使用してデータを格納する、データストレージデバイス。フラッシュドライブには可動部が含まれないため、回転式のHDD（ハードディスクドライブ）に比べて極めて速いレスポンスタイムと高いIOPSを実現できます。

• HDD（ハードディスクドライブ）：磁気面にデータを格納し、さまざまな速度で回転するデ

ータストレージデバイス。

• ホットスポット：LUN上で負荷の高い部分。

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• 参照のローカル性：互いの距離が近い論理ブロックがほぼ同時に繰り返しアクセスされるという概念。

• 論理ブロックアドレス：ストレージデバイス上のデータのブロックの位置を示す、アドレス指定スキーマ。

• メモリマップ：各ビットがMulticore FAST Cacheページを表すアドレスのアレイ。このマップは、どのページがMulticore FAST Cacheにあり、Multicore FAST Cache内のどこにあるかを示します。メモリマップのコピーはDRAMキャッシュ内にあります。そのため、ページへのアクセスはメモリの速度で行われます。

• マルチコアキャッシュ：VNXストレージプロセッサのDRAMを使用してホストの書き込みと読み取りのパフォーマンスを向上させるMCxソフトウェアコンポーネント。

• マルチコアキャッシュヒット：マルチコアキャッシュのコンテンツを使用してI/Oを完了できる場合のインスタンス。

• MulticoreCacheミス：I/Oを完了するために必要なデータがMulticore FAST Cacheに含まれない場合のインスタンス。

• プール：プールLUNによって使用されるディスクドライブのグループ。システム上に0個または 1個以上のプールを構成できます。ディスクは、1つのプールのメンバーとしてのみ構成できます。プールディスクをRAIDグループで使用することはできません。

• シンLUN：ストレージシステムによって消費される物理的スペースが、ホストサーバーに

よって認識されるユーザー容量を下回ることのあるプールで作成された、ストレージの論理ユニット。

• シンLUN：ストレージシステムによって消費される物理的スペースが、ホストサーバー

によって認識されるユーザー容量と同じプールで作成された、ストレージの論理ユニット。

グローバルな Multicore FAST Cache と TCO

Multicore FAST Cacheを導入すると、フラッシュドライブを特定のアプリケーション専用に割り当てることなく、レスポンスタイムがより高速でIOPSの高いフラッシュドライブを活用できます。

このテクノロジーは、使用可能なストレージシステムのキャッシュを増やします（VNX7600およびVNX8000ストレージシステムで最大4.2 TBの読み取り/書き込み用Multicore FAST Cacheを追加。「付録A：Multicore FAST Cacheの構成オプション」を参照）。Multicore FAST Cacheは、クラシックLUNまたはストレージプールLUN上のアレイ内のホットスポットを処理します。

Multicore FAST Cacheを使用する大きなメリットの1つは、アプリケーションパフォーマンスの向上です。特に、I/Oアクティビティが頻繁で、かつ予期せず大幅に増加するワークロードでは、このメリットが顕著に現れます。アプリケーションのワーキングデータセットで頻繁にアクセスされる部

分をMulticore FAST Cacheにコピーすることで、アプリケーションのパフォーマンスが直ちに向上

します。Multicore FAST Cacheを使用すると、フラッシュドライブの速度で過度な読み取り/書き込みの負荷が吸収され、アプリケーションで一貫したパフォーマンスを提供できるようになります。

もう1つの重要なメリットは、システムのTCO（総所有コスト）の削減です。Multicore FAST

Cacheは、データのホット（アクティブ）サブセットをフラッシュドライブにチャンク単位でコピーし

ます。マルチコアキャッシュのあとに残った（ほとんどではないにしても）多くのIOPSをオフロー

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ドすることで、ユーザーは低コストで大容量のディスクドライブを使用して、その他のストレージのニーズを満たすことができます。この割合で小容量のフラッシュが大量のディスクとペアを構成することにより、最小限のコスト（GBあたりのコスト）と最適な電力効率性（IOPS/KWH）で最高のパフォーマンス（IOPSあたりのコスト）が得られます。

FAST Cacheイネーブラをインストールすると、Multicore FAST CacheはすべてのクラシックLUNおよびストレージプール上でデフォルトで有効になります。イネーブラをインストールする前に作成されたクラシックLUNとストレージプールでは、Multicore FAST Cacheが無効になります。これらのアイテムで Multicore FAST Cacheを使用するには、UnisphereまたはNaviSecCLIを使用して Multicore FAST Cacheを手動で有効にする必要があります。

Multicore FAST Cache のコンポーネント

Multicore FAST Cacheの機能を利用するには、FAST Cacheイネーブラが必要です。Multicore FAST Cacheを作成するには、FAST Cacheで最適化されたドライブが少なくとも2台システムに必要です。このドライブは、RAID 1のミラーペアで構成されます。イネーブラをインストールすると、

システムでは次の主要コンポーネントを使用して Multicore FAST Cacheを処理および実行します。

ポリシーエンジン：Multicore FAST Cache経由のI/Oの流れを管理します。LUN上で頻繁にアクセスされるデータチャンクは、Multicore FAST Cache（FAST Cacheで最適化されたドライブ）に一時的にコピーされます。また、ポリシーエンジンはデータアクセスパターンの統計情報も管理します。ポリシーエンジンで定義されるポリシーは、システム定義のポリシーであり、ユーザーが変更することはできません。

メモリマップ：粒度が64 KBのチャンクのエクステントの使用および所有を追跡します。メモリマップでは、64 KBチャンクのストレージの状態と、Multicore FAST Cacheのコンテンツに関する情報を管理します。メモリマップのコピーはDRAMメモリに格納されるので、FAST Cacheイネーブラをインストールすると、Multicore FAST CacheメモリマップにSPメモリが動的に割り当てられます。

メモリマップのサイズは、作成されるMulticore FAST Cacheのサイズに比例して増加します。メモリマップのコピーは、データの整合性と高可用性を維持するために、フラッシュディスクにもミラーされます。

オペレーション原理

Multicore FAST Cacheプロモーション

Multicore FAST Cacheプロモーションは、スピニングメディアであるHDDからデータをコピーして、

Multicore FAST Cacheに配置するプロセスです。スピニングメディアからフラッシュテクノロジー

にデータをコピーすることによりパフォーマンス面でのアップグレードが実現するため、このプロセスはプロモーションとして定義されます。

Multicore FAST Cacheプロモーションを行う理由

通常の操作時には、Multicore FAST Cacheへのプロモーションは、64 KBのデータブロックへのアクセス頻度が高いとポリシーエンジンが判断したあとに開始されます。アクセス頻度が高いとみなされるのは、64 KBのデータブロックへの読み取りアクセスまたは書き込みアクセスが短時間に何回も行われた場合です。また、フラッシュベースのストレージにデータを保存することはできません。つまり、現在プールの最大パフォーマンス階層またはフラッシュベースのクラシック RAIDグループにあるデータをMulticore FAST Cacheにコピーすることはできません。この制限が

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存在するのは、データをフラッシュドライブ間で移行するメリットがないためです。FAST^™ VPと Multicore FAST Cacheの連携方法については、「付録B：FAST VPとMulticore FAST Cache」を参照してください。

プロモーション操作

前述のいずれかのシナリオで、64 KBのデータブロックをMulticore FAST Cacheにプロモートする必要があるとポリシーエンジンが判断した場合、64 KBの領域はHDDからMulticore FAST Cacheにコピーされます。次に、メモリマップが更新され、データが現在Multicore FAST Cache にあることが示されます。アプリケーションからこのデータに再びアクセスした場合にマルチコアキャッシュミスが発生すると、I/OはMulticore FAST Cacheに送られます。これを「Multicore FAST

Cacheヒット」と呼びます。データがフラッシュドライブから直接アクセスされるため、アプリケーシ

ョンのレスポンスタイムは非常に短く、IOPSは高くなります。一定時間の間にワーキングセットのかなりの部分がMulticore FAST Cacheにコピーされる場合、バックエンドで性能の低いHDDを使用している場合でも、アプリケーションの平均パフォーマンスを向上させることができます。

プロモーションが必要ないとみなされるアクセスパターン

マルチコアキャッシュは、Multicore FAST Cacheを使用するメリットがない可能性のある特定の I/Oパターンを処理することによってMulticore FAST Cacheを補完します。たとえば、ブロックが小さいシーケンシャルI/Oはマルチコアキャッシュレベルで処理されます。つまり、再び使用されない可能性のあるMulticore FAST Cacheにデータをコピーするサイクルは使用されません。たとえば、

ブロックが小さいシーケンシャル書き込みは、HDDに対するサイズの大きいI/Oに結合され、

ブロックが小さいシーケンシャルな読み取りの場合、プリフェッチが行われます。どちらの場合も、

サイズの大きいバックエンドI/Oが作成されます。これにより、アクセスされているデータが

Multicore FAST Cacheにプロモートされない可能性があります。また、マルチコアキャッシュでは、

高頻度のアクセスパターン、ゼロで埋めるリクエスト、サイズが128 KBより大きいI/Oを処理します。マルチコアキャッシュは、Multicore FAST Cache用のフィルタとして機能し、Multicore FAST

Cacheにデータをコピーするための追加のサイクルを提供します。これにより、Multicore FAST

Cacheを使用するメリットが得られます。

ホストの読み取り処理

ホストアプリケーションから受信する読み取りI/Oがマルチコアキャッシュのコンテンツと最初に照合されます。マルチコアキャッシュからI/Oを提供できる場合は、I/Oが完了します。このやり取りの際にMulticore FAST Cacheメモリマップへのアクセスは行われません。

マルチコアキャッシュで読み取りミスが発生すると、Multicore FAST Cacheメモリマップをチェックして、Multicore FAST Cacheにすでに存在するチャンク用のI/Oかどうかを判断します。データが MulticoreFAST Cacheに存在する場合は、ポリシーエンジンによってI/O要求が Multicore FAST Cacheにリダイレクトされます。次に、データがMulticore FAST Cacheからマルチコアキャッシュにコピーされます。マルチコアキャッシュが読み取りに対応します。

データがMulticoreFAST Cacheにない場合、I/O要求は、ストレージシステムにMulticore FAST

Cacheが設定されていない場合と同じパスに送出されます。データは、HDDからマルチコアキャ

ッシュにコピーされます。この時点で、マルチコアキャッシュは読み取り要求に対応します。使用頻度の高いデータの場合は、ポリシーエンジンがデータをMulticore FAST Cacheにプロモートし

ます。図1 は、読み取り処理を示しています。

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図1： Multicore FAST Cacheの読み取り処理

ホストの書き込み処理

ホストI/O要求が書き込み処理であり、システムおよびLUN上でライトキャッシュが有効になっている場合は、マルチコアキャッシュがI/Oを処理して、ACKをホストに送信します。このやり取りは、

更新されるデータがMulticore FAST Cacheにあるかどうかにかかわらず行われます。このやり取りの際にメモリマップへのアクセスは行われません。

システムまたはLUN上でライトキャッシュが無効になっており、Multicore Cacheが有効になっているインスタンスでは、マルチコアキャッシュが一時的にI/Oを保持し、メモリマップをチェックして、

Multicore FAST Cacheにデータが存在するかどうかを判断します。これは、マルチコアキャッシュ

のライトスルー操作です。更新されるデータがMulticore FAST Cacheにある場合、マルチコアキャッシュでは、Multicore FAST Cacheとメモリマップのデータを更新し、ACKをホストに送信してI/O を完了します。Multicore FAST Cacheにデータが含まれていない場合、マルチコアキャッシュでは、

LUNの基盤となるストレージ上のデータを更新します。使用頻度の高いデータの場合は、ポリシーエンジンがデータをクリーンキャッシュページとしてMulticore FAST Cacheにコピーします。

図2 は、このシナリオを詳しく示しています。

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図2：マルチコアキャッシュのライトスルー操作（ライトキャッシュが無効な場合）

マルチコアキャッシュから Multicore FAST Cacheへのコピー

マルチコアキャッシュから直接Multicore FAST Cacheにデータをコピーすることもできます

（図3）。マルチコアキャッシュがDRAMのダーティーキャッシュページをクリーニングす

る場合は、ポリシーエンジンをチェックして、クリーニングされるブロックがMulticore FAST Cache に存在するかどうかを判断します。存在する場合は、マルチコアキャッシュがデータをDRAMからMulticore FAST Cacheに直接コピーし、DRAMのページにクリーンというマークを付けます。

次に、Multicore FAST Cacheページにダーティーというマークが付けられます。Multicore FAST

Cacheにデータが存在しない場合は、クリーニングされたデータを使用して適切なHDDが更新

されます。ここで、更新されるブロックへのアクセス頻度が高く、プロモーションを利用できるかどうかをポリシーエンジンが判断します。該当する場合は、データがDRAMからMulticore FAST Cacheにもコピーされます。Multicore FAST CacheとHDDにはデータの正確なコピーがあるため、

Multicore FAST Cacheページはクリーンとみなされます。つまり、Multicore FAST Cacheへのこのタイプのコピーは、Multicore FAST Cache用のダーティーページ数にカウントされません。

注：FAST Cacheのダーティーページ（%）の統計は、HDDにまだコピーして戻されていない Multicore FAST Cache内のデータの割合のみを表します。この統計は、現在Multicore FAST

Cache内に含まれているデータの量を表すものではありません。

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図3：マルチコアキャッシュのコピー操作

Multicore FAST Cacheのクリーニング

Multicore FAST Cacheには、最小限のバックエンドアクティビティの間に、ダーティーページを基盤となる物理デバイスにプロアクティブにコピーするクリーニングプロセスが含まれます。このクリーニングプロセスでは、ページへのアクセスが再び行われた場合に、後続のホストリクエストが引き続きMulticore FAST Cacheで処理されるようにするために、Multicore FAST Cacheにデータが保持されます。ダーティーページがドライブと同期されると、ページはクリーンキャッシュページになります。後続のMulticore FAST Cacheプロモーションでは最初に空きページを使用してから、

LRU（Least Recently Used）方式でクリーニングされたページを使用します。そのあとで、スケジュール設定されたプロモーション用にMulticore FAST Cacheのダーティーページがフラッシュされ、

解放されます。クリーンな空きページを使用できるため、スケジュール設定されたプロモーション用にダーティーページをフラッシュする処理と比較した場合に、Multicore FAST Cacheへのコピーが高速になります。これで、システムのパフォーマンスが向上します。

Multicore FAST Cacheフラッシュ

Multicore FAST Cacheフラッシュは、Multicore FAST CacheページをHDDにコピーして、使用するページを解放するプロセスです。スケジュール設定されたプロモーション用の空きページやクリーンページが存在しない場合は、この操作に対応するようにMulticore FAST Cacheフラッシュが行われます。LRU（Least Recently Used）アルゴリズムでは、新しいプロモーション用の容量を確保するためにフラッシュするデータブロックを決定します。これらのページは、Multicore FAST Cache からバックエンドHDDにフラッシュされます。ページが解放されると、スケジュール設定されたプロモーションを実行できます。

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管理

Multicore FAST Cacheの作成、管理、監視には、UnisphereまたはNaviSecCLIを使用できます。

Unisphereの詳細については、EMCオンラインサポートにあるVNXシリーズの新しいホワイトペ

ーパー「EMC Unisphere: Unified Storage Management Solution」を参照してください。これ以降のセクションでは、UnisphereとNaviSecCLIのMulticore FAST Cacheに関係する部分について説明します。Multicore FAST Cacheの構成オプションの詳細については、「付録A：Multicore FAST

Cacheの構成オプション」を参照してください。

Unisphere

Unisphereの［システム］タブの右側のタスクパネルには、［システムのプロパティ］および［キャッ

シュの管理］という2つのリンクがあります。この2つのリンクのどちらをクリックしても、［ストレージシステムのプロパティ］ウィンドウが開きます（図4）。

Multicore FAST Cacheを有効にするには、［ストレージシステムのプロパティ］ウィンドウの

［FAST Cache］タブをクリックしてMulticore FAST Cache情報を表示します。ストレージシステム

でMulticore FAST Cacheが作成されていない場合、ダイアログボックスの最下部にある［作成］

ボタンが有効になります。［破棄］ボタンは、Multicore FAST Cacheが作成済みの場合に有効になります。

図4：［ストレージシステムのプロパティ］ダイアログボックス

Multicore FAST Cacheが作成済みの場合、構成の詳細を反映して、［状態］、［サイズ］、［RAIDタイプ］の各フィールドが更新されます。Multicore FAST Cacheが作成済みの場合、［RAIDタイプ］フィールドにはRAID 1が表示されます。［作成］をクリックすると、［FAST Cacheの作成］ダイアログボックスが表示されます（図5）。

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図5：［FAST Cacheの作成］ダイアログボックス

Multicore FAST Cacheを有効にするための十分な数のフラッシュドライブが使用できない

場合は、Unisphereによってエラーメッセージが表示され、Multicore FAST Cacheを作成できません。スクリーンの下の部分に、Multicore FAST Cacheを作成するために使用するフラッシュドライブが表示されます。［手動］オプションを選択すると、ドライブを手動で選択できます。Multicore FAST Cacheを構成したあとにそのサイズを変更するには、Multicore FAST Cacheを破棄して再作成する必要があります。この場合、Multicore FAST Cacheに現在格納されているすべてのダーティーページをフラッシュする必要があります。Multicore FAST

Cacheを再作成する場合は、データを再度取り込んでください（ウォームアップ時間）。

図6 は、［LUNの作成］ダイアログボックスの［詳細］タブで、クラシックLUNに対して

Multicore FAST Cacheを有効にする方法を示しています。クラシックLUNがすでに作成されている場合は、［LUN のプロパティ］ダイアログボックスの［キャッシュ］タブをクリックして、

FAST Cacheを構成します（図7）。

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図6：［LUNの作成］ダイアログボックスの［詳細］タブ（クラシックLUN）

図7：［LUNのプロパティ］ダイアログボックスの［キャッシュ］タブ

ストレージプールでは、Multicore FAST Cacheがプール単位で有効になります。ストレージプールに作成されたすべての LUNでは、Multicore FAST Cacheがまとめて有効または無効になります。プール上のMulticore FAST Cacheは、図8に示す［ストレージプールの作成］

ダイアログボックスの［詳細］タブで構成できます。

図8：［ストレージプールの作成］ダイアログボックスの［詳細］タブ

ストレージプールがすでに作成されている場合は、［ストレージプールのプロパティ］ダイアログボックスの［詳細］タブを使用して、Multicore FAST Cacheを有効にします（図9）。

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図9：［ストレージプールのプロパティ］ダイアログボックスの［詳細］タブ

Unisphereの任意のテーブル（［LUN］テーブルなど）にMulticore FAST Cacheのプロパティを表示するには、テーブルヘッダーを右クリックし、［列の選択］を選択します。または、

テーブルの右上隅にある［ツール］アイコンをクリックして、［列の選択］を選択します。この操作で表示されるダイアログボックス（図10）で、［FAST Cache］を選択できます。FAST

Cacheのプロパティは、テーブルのエントリーごとに表示されます。

図10： UnisphereのLUNスクリーンに表示されるMulticore FAST Cacheの列

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NaviSecCLI

前のセクションで説明した管理機能は、NaviSecCLI を使用して実行することもできます。

表1 は、Multicore FAST CacheのCLIコマンドを示しています。

表1： Multicore FAST CacheのCLIコマンド

タスク NaviSecCliコマンド

Multicore FAST Cacheの作成 cache –fast -create

Multicore FAST Cacheの破棄 cache –fast -destroy

Multicore FAST Cache情報の取得 cache –fast -info

クラシックLUN作成時のMulticore FAST Cacheの構成 bind … -fastcache 0|1 クラシックLUNでのMulticore FAST Cacheの有効化または

無効化

chglun - <LUN#> -fastcache 0|1

クラシックLUNでのMulticore FAST Cache構成情報の取得 getlun <LUN#> -fastcache

ストレージプール作成時のMulticore FAST Cacheの構成 storagepool –create … -fastcache on|off 既存のストレージプールのMulticore FAST Cacheの構成 storagepool –modify –id <#> -fastcache on|off ストレージプールのMulticore FAST Cacheの状態の取得 storagepool –list –id <#> -fastcache

「…」は、追加のcliオプションが必要であることを示しています。

Unisphere Analyzer

Unisphere Analyzerでは、Multicore FAST Cacheの統計を収集してパフォーマンスを監視します。

これらの統計を表示するには、次の手順に従ってAnalyzerの詳細モードを有効にします。

1. Unisphereで、［システム］をクリックします。

2. ［モニタリングとアラート］をクリックします。

3. ［ブロックの統計情報］をクリックします。

4. ［グラフのカスタマイズ］をクリックします。

5. ［全般］タブをクリックします。

6. ［詳細設定］チェックボックスをオンにします。

7. ［OK］をクリックして、設定を適用します。

ストレージプロセッサレベルでは、次のMulticore FAST Cacheの統計が表示されます。

• FAST Cacheのダーティーページ（%）

• FAST Cacheフラッシュ容量（MB/秒）

クラシックLUNおよびストレージプールについては、次のMulticore FAST Cacheの統計が表示されます。

• FAST Cache読み取りヒット回数/秒

• FAST Cache読み取りミス回数/秒

• FAST Cache読み取りヒット率

• FAST Cache書き込みヒット回数/秒

• FAST Cache書き込みミス回数/秒

• FAST Cache書き込みヒット率

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EMCオンラインサポートには、これらの統計を表示する場合に役立つビデオが用意されています。EMCオンラインサポートにログインして、Multicore FAST Cacheのビデオの

「Analyzerシリーズ」を検索してください。

ベストプラクティス

• Multicore FAST Cacheに適したアプリケーションワークロードは次のとおりです。

o ローカル性の高い小ブロックランダムI/Oアプリケーション o データの再ヒット：同じデータへの高頻度アクセス

o 現在のパフォーマンスがSPの機能ではなくHDDの機能によって制限されるシステム

• FAST VPまたはMulticore FAST Cacheで使用するフラッシュドライブやオプションの数に制限がある場合は、FAST Cacheで最適化されたドライブを使用してMulticore

FAST Cacheを作成することをお勧めします。次に、FAST VPが有効化されたストレー

ジプールで、残ったフラッシュドライブを使用します。Multicore FAST Cacheにはグローバルな性質があり、ストレージシステム内のすべてのLUNとプールにメリットがあります。FAST VPのメリットを受けられるのは、フラッシュドライブがあるストレージプールだけです。Multicore FAST CacheとFAST VPの詳細については、「付録B：

FAST VPとMulticore FAST Cache」を参照してください。

• Unisphereでは、FAST Cacheで最適化されたドライブを選択して、Multicore FAST

Cacheの作成に使用できます。また、これらのドライブを手動で選択して、必要に応

じてバックエンドバス間にフラッシュドライブを分散させることができます。

• Multicore FAST Cacheでは、現在のボトルネックがドライブ関連である場合に全体的な

システムパフォーマンスを向上できますが、IOPSを上げるとSP上のCPUの利用率が増加します。システムをサイズ変更して、維持される最大使用率が70%になるようにします。既存のシステムでは、SP CPUの使用率を確認してください。使用率が80%を超えた場合は、EMCのストレージのスペシャリストに問い合わせてシステムの稼働状態を確認し、次の手順を決定してから Multicore FAST Cacheを有効にしてください。

注：ストレージプールの場合、Multicore FAST Cacheはプール全体の機能になるため、

プールレベルで（プール内のすべてのLUNを対象にして）有効化/無効化します。

詳細なベストプラクティスについては、EMCオンラインサポートにあるホワイトペーパー

「VNX Unified Best Practices for Performance」を参照してください。特定アプリケーションで

Multicore FAST Cacheを使用する際のガイドラインについては、各アプリケーションに関す

るホワイトペーパーを参照してください。

相互運用性に関する検討事項

• MirrorView^™やSnapView^™などの一部のオプションのアプリケーションには、プライベートLUNが必要です。これらのLUNは、キャッシュ内で特殊なLUNとして扱われなくなりました。これは、VNX OE 5.31で使用されていたプライベートLUNが新しいMCxアーキテクチャでも正常に機能するためです。したがって、Multicore FAST Cacheへの不要なプロモーションを回避するために、MirrorViewのライトインテントログとSnapViewのクローンプライベートLUNではMulticore FAST Cacheを無効化することをお勧めします。

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• SnapViewスナップショットおよびMirrorView/AやSAN Copy^™（差分セッション）などの関連するレプリケーションソフトウェアでは、予約済みLUNが必要です。

Multicore FAST Cacheは、予約済みLUNのパフォーマンス向上には寄与しませんが、

ライトインテントログおよびクローンプライベートLUNとともに使用されるため、

パフォーマンスは損ないません。予約済みLUNでMulticore FAST Cacheを無効にすると、Multicore FAST Cache全体のワークロードを最小化するのに役立ちます。

Multicore FAST Cacheは、予約済みLUNがRAIDグループ内に作成されている場合、LUNレベルで無効にできます。予約済みLUNがプール内に作成され、プール内のその他のLUNでMulticore FAST Cacheが必要な場合は、予約済みLUN でMulticore FAST Cacheを有効なままにできます。

• Multicore FAST Cacheでは、以前はマルチコアキャッシュに使用できた、ストレージシステムのメモリの一部を使用します。メモリ使用量は、ストレージシステムのモデルとMulticore FAST Cacheのサイズによって異なります。

• ヴォールトドライブ内に取り付けられたフラッシュドライブは、Multicore FAST Cache の作成には使用できません。VNX OEではこの使用方法が制限されます。

• システムでD@RE（保存データ暗号化）を有効にする前に、Multicore FAST Cache を完全に無効にする必要があります。Multicore FAST Cacheを無効にすると、

Multicore FAST Cacheの内容全体がディスクにフラッシュされます。D@REを有効にしたあと、Multicore FAST Cacheを再度有効にできます。これにより、データの再ウォームアップが必要になります。

障害処理

Multicore FAST Cacheとして構成されたフラッシュドライブでは、VNXのグローバルホットスペアアルゴリズムが使用されます。グローバルホットスペアアルゴリズムは、グループ内のいずれかのドライブで障害が発生した場合に、冗長構成のRAIDグループを自動的にオンラインで再構成します。EMCは、プロアクティブホットスペアアルゴリズムを採用して、

この機能性をさらに拡張しました。プロアクティブホットスペアでは、ドライブで障害が発生しそうになると、これを認識して、障害が起こる前にドライブのコンテンツを先制的にコピーします。これらの機能を組み合わせることで、各RAIDグループでドライブのさらなる障害への脆弱性を最小限に抑え、データの喪失を防止します。パフォーマンス上の理由から、

Multicore FAST Cacheの障害が発生したフラッシュドライブを置き換えるために使用され

るのは、FAST Cacheで最適化されたドライブだけです。

Multicore FAST Cacheグループ内の1台のディスクに障害が発生した場合は、そのディス

クが属する、基盤となるミラーペア（RAID 1）のドライブが縮退モードになります。キャッシュページクリーニングのアルゴリズムは、Multicore FAST CacheページがMulticore FAST

Cacheのドライブから縮退グループ用のHDDにコピーされ、グループ内のすべてのダーテ

ィーキャッシュページがバックエンドドライブにコピーされる割合を増加します。この場合、

Multicore FAST Cacheグループからの読み取り処理のみが許可されます。そのため、冗長

構成でないRAIDグループでドライブの障害が発生した場合に、ドライブのデータが喪失する潜在的リスクが低減します。

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この状態では、縮退グループが対応していた書き込み処理が、残りのグループによって処理されます。永続ホットスペアまたはドライブの交換によって縮退グループが修復されると、

縮退グループは縮退モードを終了してデータの再ウォームをシームレスに開始します。

注： FAST VPで最適化されたドライブを、FAST Cacheで最適化されたドライブのスペアとして使用することはできません。

結論

Multicore FAST Cacheを使用すると、高い参照のローカル性を持つデータに対して、ストレ

ージシステムがフラッシュドライブクラスのパフォーマンスを発揮できるようになります。

このワーキングデータセットによって、フラッシュドライブ上にすべてのデータを配置しなくてもIOPSが向上します。Multicore FAST CacheではアプリケーションからのI/Oバーストを吸収するため、HDDの負荷が削減され、ストレージソリューションのTCOの改善に役立ちます。

Multicore FAST Cacheは、Unisphereを通じて分かりやすく直感的な方法で管理できます。

Multicore FAST Cacheは、FAST VPテクノロジーの補完的機能として使用することができます。この2つのテクノロジーを使用すると、使用パターンに応じて最適なストレージ階層にデータを配置できます。

参考資料

以下に挙げるホワイトペーパーは、EMCオンラインサポートで閲覧可能です。

• EMC Unified Storage System Fundamentals for Performance and Availability

• EMC VNX FAST VP

• EMC Unisphere: Unified Storage Management Solution

• EMC VNX Virtual Provisioning

• Leveraging EMC FAST Cache with Oracle OLTP Database Applications

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• EMC VNX2: Data-At-Rest Encryption

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付録 A：Multicore FAST Cache の構成オプション

表2： Multicore FAST Cacheの構成オプションの最大値

ストレージシステムフラッシュ（SSD）ディスク容量 Multicore FAST Cacheの最大容量

VNX5200 100 GB～200 GB 300 GB/600 GB

VNX5400 100 GB～200 GB 500 GB/1 TB

VNX5600 100 GB～200 GB 1 TB～2 TB

VNX5800 100 GB～200 GB 1.5 TB～3 TB

VNX7600 100 GB～200 GB 2.1 TB～4.2 TB

VNX8000 100 GB～200 GB 2.1 TB～4.2 TB

表3. ドライブ数に基づくMulticore FAST Cacheの特定の構成オプションドライブ

数

VNX5200 VNX5400 VNX5600 VNX5800 VNX7600/VNX8000

容量

（GB）

100 GB SSD

容量

（GB）

200 GB SSD

容量

（GB）

100 GB SSD

容量

（GB）

200 GB SSD

容量

（GB）

100 GB SSD

容量

（GB）

200 GB SSD

容量

（GB）

100 GB SSD

容量

（GB）

200 GB SSD

容量

（GB）

100 GB SSD

容量

（GB）

200 GB SSD

2 100 200 100 200 100 200 100 200 100 200

4 200 400 200 400 200 400 200 400 200 400

6 300 600 300 600 300 600 300 600 300 600

8 400 800 400 800 400 800 400 800

10 500 1,000 500 1,000 500 1,000 500 1,000

12 600 1,200 600 1,200 600 1,200

14 700 1,400 700 1,400 700 1,400

16 800 1,600 800 1,600 800 1,600

18 900 1,800 900 1,800 900 1,800

20 1,000 2,000 1,000 2,000 1,000 2,000

22 1100 2,200 1100 2,200

24 1,200 2,400 1,200 2,400

26 1300 2,600 1300 2,600

28 1,400 2,800 1,400 2,800

30 1,500 3000 1,500 3000

32 1,600 3,200

34 1,700 3,400

36 1,800 3600

38 1900 3,800

40 2,000 4000

42 2,100 4200

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付録 B：FAST VP と Multicore FAST Cache

FAST VP（Fully Automated Storage Tiering for Virtual Pools）は、複数のドライブのタイプを含むプールにおける256 MBのデータスライスに対してサブLUNレベルでストレージ階層化を実行する機能です。FASTVPは、より多くのアクティブスライス（より頻繁にアクセスされるデータ）を、最適なパフォーマンスのストレージ階層に自動的に移行し、

あまりアクティブでないスライスをパフォーマンスの劣る（より低コストの）階層に移行することにより、TCO（総所有コスト）を削減します。この機能の詳細については、EMCオンラインサポートにあるホワイトペーパー「EMC VNX FAST VP」を参照してください。

表4. FAST VPとMulticore FAST Cacheの機能の比較

Multicore FAST^™ Cache FAST^™ VP FAST Cacheで最適化されたフラッシュドライブを

使用して、ストレージシステムの既存のキャッシュ容量を拡張できる。

ストレージプールを使用することにより、単一のLUNで複数のタイプのドライブのメリットを活用できる。

粒度は64 KB。粒度は 256 MB。

頻繁にアクセスされるデータを、HDDから FAST

Cacheで最適化されたフラッシュドライブにコピ

ーする。

一定期間に収集されたアクセスの重み付け平均の統計に基づいて、異なるストレージ階層間でデータを移行する。

ワークロードの変化が予測不能かつ非常に動的で、迅速なレスポンスタイムを必要とする場合に使用する。

ワークロードパターンの変化が予測可能で比較的少ない場合に使用する。

アクセス頻度の高いHDDのデータを継続的に Multicore FAST Cacheにプロモートする。再配置サイクルはなし。

データの移行は、スケジュールに従って実行されるか、再配置ウィンドウを手動で呼び出す。

リアルタイムのモニタリングによって、Multicore

FAST Cacheにプロモートする必要のあるデータ

を判断する。

1時間ごとに解析を実行して、移行する必要のあるデータの部分を判断する。

Multicore FAST CacheとFAST VPを一緒に使用すると、高パフォーマンスでTCOの低いストレージシステムを実現できます。たとえば、FAST Cacheで最適化されたフラッシュドライブを使用してMulticore FAST Cacheを作成し、SASおよびNL-SASディスクドライブで構成されたストレージプールでFAST VPを使用できます。パフォーマンスの観点では、Multicore FAST Cacheにはバーストデータにとっての直接のメリットがあり、

FAST VPは、よりアクティブなデータをSASドライブに、あまりアクティブでないデータを

NL-SASドライブに移行するという方式をとっています。TCOに関しては、Multicore FAST

Cacheは、より少ないフラッシュドライブでアクティブデータに対処でき、FAST VPはSAS

およびNL-SASドライブを使用してディスク使用率と効率性を最適化します。

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参照のローカル性が高く、バーストが生じやすいデータに対応するためにストレージシステムのパフォーマンスを直ちに改善する必要がある場合、一般的にはMulticore

FAST Cacheを使用します。一方、FAST VPを使用してTCOを最適化する場合は、保持

しているデータの一定期間のアクセス数および需要に応じて、適切なストレージ階層にデータを移行します。Multicore FAST Cacheはパフォーマンス向上を重視し、FAST VP はTCOの改善を重視した機能です。これらの機能は相互に補完し合うため、両方を使用することで、パフォーマンスを向上させてTCOを削減できます。

Multicore FAST CacheをFAST VPと連携させると、不必要なタスクのためにリソースが無駄に使用されることがなくなります。次に例を挙げます。

• FAST VPがデータスライスをフラッシュドライブに移行する場合、Multicore FAST Cache では、たとえプロモーション条件に一致しても、そのスライスから 64KBのデータチャンクをMulticore FAST Cacheにプロモートしません。これにより、あるフラッシュドライブから別のフラッシュドライブにデータがコピーされる場合のリソースの無駄がなくなります。

• バーストが生じやすいワークロードで Multicore FAST Cacheが有効なLUNのスライスにある特定の64KBチャンクへのアクセスが開始されても、FAST VPはそのスライスを異なるストレージ階層にすぐには移行しません。その代わりに、Multicore FAST Cache は 64KB チャンクをキャッシュにプロモートします。64KBチャンクがプロモートされたあと、

I/O動作の大部分はMulticore FAST Cacheから実行されます。その結果、バックエンド LUNでのアクティビティが減少し、FAST VPでは、より高いストレージ階層へのスライスの移行が不要になることがあります。この場合、アプリケーションのワークロードで一時的なバーストが発生すると、FAST VPによるデータ移行の開始が回避されます。

• 前述のシナリオに対し、アプリケーションワークロードが持続的に増加している場合、

Multicore FAST Cacheは、HDD LUNにデータを書き戻して、新たなプロモーション用の領域を作成する必要があります。この処理は、バックエンドのアクティビティとして登録されます。最終的に、FAST VPは、より高いストレージ階層（フラッシュドライブを選択できる）へのデータスライスの移行をスケジュールします。この移行が完了した際に、

Multicore FAST Cacheは、フラッシュドライブのストレージ階層の既存データをプロモートしません。

• 結果的に、FAST Cacheで最適化されたフラッシュドライブをMulticore FAST Cacheに使用するほうが、I/O使用パターンが変化したときのパフォーマンスのメリットが大きく、

レスポンスタイムも速くなります。ただし、DRAMキャッシュのパフォーマンス向上により RAID 1アーキテクチャがオフセットされるため、Multicore FAST Cacheでは、パリティのオーバーヘッドが高くなる欠点もあります。パフォーマンスのメリットは、HDDへの書き戻しではなく、Multicore FAST Cache内のI/OのDRAMからフラッシュドライブへのフラッシュによるものです。

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