EMC CLARiX ハード・ディスク・ドライブ・
テクノロジーの紹介
高度なテクノロジー
USホワイトペーパー翻訳版
要約
このホワイトペーパーでは、EMC® CLARiX®でホストできる 3 種類のハード・ディスク・ドライブ、
FC（ファイバ・チャネル）、SAS（Serial Attach SCSI）、SATA（Serial ATA）の利点を比較、対照し ています。
2008年3月
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目次
対象読者... 4
用語... 5
物理ドライブ... 5
論理ドライブ... 7
EMC CLARiX 146 GBおよび300 GB 15k rpm（4 Gb/秒）ファイバ・チャネル・ドライブ... 7
15k rpmのディスク・ドライブのパフォーマンス... 8
146 GBおよび300 GB 15k rpmドライブのアプリケーション... 9
EMC CLARiX 300および400 GB 10k rpm（4 Gb/秒）ファイバ・チャネル・ドライブ（低電 力）... 10
電力の比較... 10
EMC CLARiX 146 GBおよび300 GB 10k rpm（2 Gb/秒）ファイバ・チャネル・ドライブ... 10
10k rpmのディスク・ドライブのパフォーマンス... 11
300/400 GB 10k rpmディスク・ドライブのアプリケーション... 14
EMC CLARiX AX4 40 GB 10k rpm SASディスク・ドライブ... 15
AX4の概要... 15
EMC CLARiX 750 GBおよび1 TB SATA IIドライブ... 16
750 GBおよび1 TB SATA IIディスク・ドライブ・テクノロジーのメリット... 17
SATA II 7,200 rpmディスク・ドライブの実装... 17
SATA II「Northstar」ディスク・ドライブおよびエンクロージャ・テクノロジー... 17
従来のCLARiX ATAハードウェアの概要... 18
ATAを使用したCLARiXの競争優位性... 21
ディスク・ドライブ混合使用の例... 21
CLARiXディスク・ドライブの電源ソリューション... 22
多層構造... 22
再構築時間... 23
パフォーマンス・プランニング... 25
エグゼクティブ・サマリー
EMC® CLARiX®で使用できるハード・ディスク・ドライブ・テクノロジーには、FC（ファイ バ・チャネル）、SAS（Serial Attach SCSI）、SATA（Serial ATA）の3種類があります。これら のハード・ディスク・ドライブはどれもデータを保存しますが、動作特性、インタフェース、コ ストが異なるため、動作環境の違いに応じて多少の適性の違いがあります。
動作環境には、大きく分けてパフォーマンス重視の環境と容量重視の環境の2種類があります。
パフォーマンス重視の環境では、高スループット、広帯域幅、高信頼性が必要です。典型的なパ フォーマンス重視の環境には、トランザクション・ベースのシステムがあり、システムの負荷は ランダムな読み書きによって特徴づけられます。
容量重視の環境では、低価格で大量のストレージ、高可用性、適度なスループットと帯域パフォ ーマンスが必要です。典型的な容量重視の環境には、アーカイブ・システムがあり、システムの 負荷はシーケンシャル読み取りによって特徴づけられます。
ファイバ・チャネル・ハード・ディスク・ドライブは、パフォーマンス重視の環境で以前から利 用されてきました。新しいSASハード・ディスク・ドライブは、ファイバ・チャネル・ドライ ブと同等のパフォーマンスと信頼性を備えています。SATAハード・ディスク・ドライブは、容 量重視の環境に適しています。
しかし、パフォーマンスと容量のどちらを重視するかは、常に明らかであるとは限りません。多 くのCLARiXは、パフォーマンスの負荷に対してストレージを提供するという主目的を達成しな がら、一方で容量重視の負荷に対してもストレージを提供しなければならないという、「混合的 な」環境で動作しています。この場合は、タイプの異なるハード・ディスク・ドライブを混在さ せる（FCとSATA、またはSASとSATA）ことが最適でコスト・パフォーマンスの高いソリュ ーションになり得ます。また、パフォーマンスと容量の両方を必要とする環境で稼働する CLARiXもあります。そのような場合は、大容量の「FCのみ」または「SASのみ」のハード・
ディスク・ドライブ・ソリューションが有利です。
概要
このホワイトペーパーでは、CLARiXでホストできるハード・ディスク・ドライブ（FC、SAS、
SATA）の利点を比較、対照しています。
今年は、オープン・システム・ストレージの出荷容量が過去すべての合計を上回っており、これ らのデータすべてを早急に利用するには、ストレージ・システムのパフォーマンスに関する新し い基準が必要になっています。EMCは、この課題に応えるためにCLARiXストレージ・システ ムを進化させ、現在、市場で入手できる最速で最大容量のディスク・ドライブをリリースしまし た。750 GB/1 TB、7,200 rpmのSATA IIディスク・ドライブ、300/400 GB 10k rpmのファイバ・
チャネル・ドライブ、146/300 GB 15k rpmのファイバ・チャネル・ドライブ、400 GB 10k rpmの SASドライブは、すべてストレージ・システムの容量とパフォーマンスの新しい標準となるもの です。
対象読者
このホワイトペーパーは、EMC CLARiXで使用可能なハード・ディスク・ドライブのタイプと その特性について興味をお持ちのシステム・エンジニア、EMCパートナー、EMCまたはパート ナーの販売/プロフェッショナル・サービスのメンバー、エンジニアを対象としています。
用語
平均シーク・タイム：ヘッド・スタック・アセンブリがメディア表面上のランダムな出発ポイン ト（A）から、メディア表面上のランダムな到達ポイント（B）まで移動するのにかかる平均の 時間。平均シーク・タイムは、一定時間内に行われた一定回数のランダムなシークにかかったシ ーク・タイムを平均して得られます。この時間は、スピンドル・モーターの速度が上がるとデー タを短時間で取得できるため、短くなります。シーク・タイムは、読み取りおよび書き込み処理 とは独立して測定されます。読み取り処理は書き込み処理よりも短時間で行われます。
ファイバ・チャネル：光ケーブルを使用してデバイス間を接続する広帯域幅のデータ転送テクノ ロジー。SAN内でサーバを高パフォーマンスのストレージ・システムと接続するために広く使 われています。
回転待ち時間：ヘッド・アームは、トラックに移動してデータにアクセスするとき、目的のセク タがヘッドの下に来るまで待たなければなりません。これには時間がかかります。平均すると、
セクタが到達するまでにプラッタは半回転する必要があります。この時間はディスクの回転速度 に反比例し、スピンドル・モーターの速度が上がるにつれて減少します。15,000 rpmのドライブ の平均的な回転待ち時間は2.0ミリ秒で、これはディスク表面が完全に1回転する時間の半分で す。
SATA（Serial Advanced Technology Attachment）：パラレル・ドライブ・テクノロジーに比べ、
ケーブルを細くして優れたパフォーマンスを実現する機能拡張です。SATA IIには、パフォーマ ンスと信頼性を高めるNCQ（Native Command Queuing）などの改良があります。
SAS（Serial Attach SCSI）：パラレルSCSIにおけるパラレル・バス・インタフェースの代わり
に、シリアルのポイント・ツー・ポイント・インタフェースを使用するI/Oテクノロジー。
スピンドル・モーター速度：rpm、すなわち1分間の回転数で表したスピンドル・モーター・ア センブリの実際の速度。1回転とは、ディスク表面上のある開始点（インデックス）が開始イン デックスに戻ってくるまでの、完全な1回転のことです。15,000 rpmのディスク・ドライブが1 回転するのにかかる時間は4ミリ秒で、10,000 rpmのディスク・ドライブの場合は約6ミリ秒で す。これは、ディスク・メディア表面の1回転する時間が約33%短縮されたことを意味します。
転送速度：データがドライブからターゲット・ホスト（外部）またはメディア表面からヘッド・
アセンブリ（内部）に転送される速度。ハード・ディスクの内部転送速度（ヘッドからメディア への転送速度）はスピンドル・モーターの速度が上がると向上しますが、外部転送速度は一般的 に、ハード・ディスクそのもののインタフェース・チップセットのアーキテクチャに依存してい ます。ハード・ディスク・ドライブ自体に高い転送速度を持つインタフェース・チップセットが 使用されていなければ、外部転送速度は旧型のドライブと変わりません。7ページの表1に、新 しくリリースされた15k rpmドライブの転送速度を示します。
ハード・ディスク・ドライブのテクノロジー：概要と語彙
物理ドライブ
図1：物理ドライブ
ハード・ディスク・ドライブ（HDD）は、強磁性の物質を一定方向に磁化して0または1のバイ ナリ数値を表すことにより、データを記録します。ドライブは、物質の磁化を検知することによ ってデータを読み取ります。一般的なHDDは、プラッタと呼ばれる1枚または複数の平らな円 盤状のディスクを支えるスピンドルから構成される設計になっており、このプラッタにデータが 記録されます。プラッタは非磁性物質、通常はガラスまたはアルミニウムで作られており、磁性 物質の薄い層でコーティングされています。古いディスクでは磁性物質に酸化鉄（III）を使用し ていましたが、現在のディスクはコバルト・ベースの合金を使用しています。
プラッタは、極めて高速で回転されます。情報は、プラッタが回転して、磁気面に非常に近接し て動作する読み書きヘッドと呼ばれるメカニズムを通過するときに書き込まれます。読み書きヘ ッドは、その直下にある物質の磁化を検知および変更するために使用されます。ヘッドは、スピ ンドルに取り付けられている磁化プラッタ面のそれぞれに対して1つずつ存在し、共通のアーム に取り付けられています。アクチュエータ・アーム（アクセス・アーム）が、ヘッドが弧を描き ながら、回転するプラッタを横断するように（ほぼ放射状に）移動させます。これにより、ヘッ ドは回転するプラッタのほぼ全表面にアクセスすることができます。アームの移動には、ボイ ス・コイル・アクチュエータまたはステッピング・モーター（古い設計の場合）が使用されます。
各プラッタの磁気面は、マイクロメートル以下のサイズの多数の磁気領域に分割されています。
この領域のそれぞれを使用して、情報の1つのバイナリ単位がエンコードされます。現在の HDDでは、各磁気領域は数百の磁性体で構成されています。各磁気領域は1つの磁気双極子を 形成し、それが周囲に極めて局所的な磁気フィールドを生成します。書き込みヘッドは、強力で 局所的な磁気フィールドを周囲に生成することにより、磁気領域を磁化します。初期のHDDは 電磁石を使用しており、このフィールドの生成とデータの読み取りの両方に電磁誘導を利用して いました。その後の誘導ヘッドには、MIG（Metal in Gap）ヘッドや薄膜ヘッドがありました。
現在のヘッドは、読み取り部分と書き込み部分とが分離されていますが、アクチュエータ・アー ムのヘッド部分でごく近くに配置されています。通常、読み取り部分は磁気抵抗方式で、書き込 み部分は薄膜誘導方式です。
最新のドライブでは、磁気領域の小ささのために磁化の状態が熱効果で失われる危険があります。
これに対応するために、非磁性物質であるルテニウムの原子3つ分の薄さの層で分離された2つ の磁気層を重ねてプラッタをコーティングし、この2つの層を逆方向に磁化することで相互に強 化しています。熱による影響を克服して記録密度を高めるために使用されているもう1つのテク ノロジーは、2006年の時点で一部のハード・ディスク・ドライブに使用されている垂直磁気記 録です。
ハード・ディスク・ドライブは、ちりなどの物質の混入によりハード・ディスク・ドライブのヘ ッドの動作を妨げることを防ぐために、密閉されています。ハード・ディスク・ドライブは気密 状態になっているのではなく、極めて細かいエア・フィルタを使用しており、ハード・ディス ク・ドライブのエンクロージャ内には空気が存在しています。ディスクの回転によって空気は回 転し、すべてのほこりがフィルタに捕捉されます。この空気の流れは空気軸受としても機能し、
ヘッドがディスク表面の空気をクッションとして浮き上がることを可能にしています。
論理ドライブ
論理ドライブとは、1つのコンピュータ・システム内にある1つまたは複数の物理ディスク・ド ライブ・コンポーネントにより、使用可能なストレージ容量の領域を提供するデバイスです。論 理ボリューム、LUNとも呼ばれ、場合によっては仮想ディスクとも呼ばれます。
論理ディスクと呼ばれるのは、実際にはそれ自体で1つの物理的な実体として存在しているわけ ではないためです。論理ディスクは、ストレージ・インフラストラクチャ・スタックのさまざま なレベルでも定義されています。具体的なレベルは、上から下に向かって次のとおりです。
• オペレーティング・システム：認識できるディスク（それ自体が論理ディスクである場 合もあります）に対してパーティションを定義します。
• SAN：
• SANが仮想化されると、同じSAN内のデバイスはホスト・オペレーティング・システ ムから論理ドライブとして認識されます。
• ストレージ・サブシステム：通常、何らかのタイプのRAIDを提供し、論理ドライブ
（パーティション）がRAIDアレイ自体からSAN上に提示されます。実際のRAIDアレ イは、複数の物理ディスクを含んでいます。
ファイバ・チャネル・ハード・ディスク・ドライブ
EMC CLARiX 146 GB および 300 GB 15k rpm （ 4 Gb/ 秒）ファイ バ・チャネル・ドライブ
CLARiX 146および300 GB 15k rpm 4 Gb/秒のハード・ディスク・ドライブは、アクセス時間に最 も直接的に影響する要素である回転待ち時間やシーク時間など、ディスク動作の進歩により、パ フォーマンスが劇的に高まっています。これらのディスク・ドライブでは、平均読み取りシーク 時間が3.5ミリ秒、平均回転待ち時間が2.0ミリ秒であり、どちらも現在のハード・ディスク・
ドライブ市場で入手可能なものの中で最速です。
表1：146 GBおよび300 GB 15k rpmディスク・ドライブの転送速度 インタフェース仕様 2および4 Gb/秒ファイバ・
チャネル
必要に応じて2 Gb/秒まで下げて使用可能
内部転送速度 120～201 MB/秒（4 Gb/秒） ZBR（Zone Bit Recording）を使用 外部転送速度 200/400 MB/秒 必要に応じて2 Gb/秒まで下げて使用可能
次のセクションでは、さまざまなI/Oシナリオを提示し、遅い回転速度のハード・ディスク・ド ライブと比較した場合に、スピンドル・モーターの回転速度の向上が全体的なI/Oパフォーマン スの違いとしてどのように現れるかを示します。
15k rpm のディスク・ドライブのパフォーマンス
次のパフォーマンス図は、さまざまなブロック・サイズ、I/Oタイプ、スレッドの下における、
ディスク・ドライブの全体的なパフォーマンスを示しています。図2から分かるように、シーケ ンシャルの読み取りI/Oが中心のアプリケーションを実行したときには、パフォーマンスの大き なメリットは現れていません。これは、シーケンシャルI/Oを実行するときにはヘッド・キャリ ッジの移動がほとんどないことと、メディア表面から転送されるシーケンシャル・データへのア クセス全体から見るとスピンドル速度がほとんど影響しないことが原因です。
ブロック・サイズを大きくして計算しても、10k rpmと15k rpmのディスク・ドライブの間で、
全体的な転送速度の目立った違いは依然として存在しません。
さまざまなI/Oタイプを観察していて全体的なパフォーマンスが向上し始めるのは、ランダム読 み取りとランダム書き込みの動作です。このホワイトペーパーでは、シーク時間の短縮とスピン ドル速度の向上が全体的なI/O応答時間およびスループットに与えた全体的な効果を観察して、
読み取り動作について調査します。
図2および図3から分かるように、15k rpmのディスク・ドライブをランダムI/Oの環境で使用し た場合にはパフォーマンスが実際に向上しています。Seagate社の10k rpmと15k rpmの300 GB ディスク・ドライブのシーケンシャルにおける比較を示します。Seagate 146 GBと300 GBの15k rpmディスク・ドライブのパフォーマンス比較は、図3に示したとおり、ほとんど同じです。ま た、15k rpmドライブは、ランダム環境で10k rpmのドライブよりも最大で35%、パフォーマン スが向上します。
図2：わずかなパフォーマンス向上を示すシーケンシャル読み取り動作のサンプル Read - Sequential - 1 Thread - RAID 5 (4+1)
0.00 500.00 1,000.00 1,500.00 2,000.00 2,500.00 3,000.00 3,500.00 4,000.00
512B 2Kb 4Kb 8Kb 16Kb 32Kb 64Kb 128Kb 256Kb 512Kb 1Mb 2Mb 4Mb
IO Size
Throughput (IO/sec)
300 GB 15k Seagate 300 GB 10k Seagate
図3：ランダム読み取り、多様なブロックサイズでの大きなI/O向上
146 GB および 300 GB 15k rpm ドライブのアプリケーション
このセクションでは、新しい15k rpmディスク・ドライブを使用することが考えられ、パフォー マンス・メリットが感じられるアプリケーションの一部について説明します。この新しい15k rpmドライブを小ブロックのアプリケーションで使用する場合は、ランダムI/Oであることが高 いパフォーマンス・メリットを実現するための重要な要素です。そのようなアプリケーションは、
ストレージ・システムのキャッシュの恩恵をほとんど受けることがありません。さらに、この種 のアプリケーションでは、ディスク上のデータへの物理的なアクセスが全体的なパフォーマンス にとって最も大きく影響します。このような小ブロック、ランダム I/O のアプリケーションでは、
新しいドライブのシーク時間と回転待ち時間の向上によるストレージ・システムのパフォーマン ス向上から、最大のメリットを受けることができます。
15k rpmドライブに適した、より一般的な種類のアプリケーションを以下に示します。
• OLTP
• e-コマース
• ERP
• データベース
• Webサーバ
• メール
• データ・レプリケーション
Read - Random - 32 Thread - RAID 5 (4+1)
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1,000.00 1,200.00 1,400.00 1,600.00
512B 2Kb 4Kb 8Kb 16Kb 32Kb 64Kb 128Kb 256Kb 512Kb 1Mb 2Mb 4Mb
IO Size
Throughput (IO/sec)
300 GB 15k Seagate 146 GB 10k Seagate 146 GB 15k Seagate
EMC CLARiX 300 および 400 GB 10k rpm （ 4 Gb/ 秒）ファイバ・チ ャネル・ドライブ（低電力）
CLARiX 300 GBおよび400 GB 10k rpm 4 Gb/秒のハード・ディスク・ドライブは、ストレージ容 量と電力消費量に最も直接的に影響する要素であるスピンドル・モーター・テクノロジー、イン タフェース・チップ・セット、ディスク・プラッター密度など、ディスク動作の進歩により、容 量の劇的な増加と電力消費量の低下を実現しています。これらのディスク・ドライブでは、平均 読み取りシーク時間が3.9ミリ秒、平均回転待ち時間が2.98ミリ秒であり、どちらも現在のハー ド・ディスク・ドライブ市場で入手可能なものの中で最速です。
表2：300 GBおよび400 GB 10k rpmディスク・ドライブの転送速度
インタフェース仕様 4 Gb/秒ファイバ・チャネル 必要に応じて2 Gb/秒まで下げて使用可能 内部転送速度 97 MB/秒（4 Gb/秒） ZBR（Zone Bit Recording）を使用 外部転送速度 200/400 MB/秒 必要に応じて2 Gb/秒まで下げて使用可能
電力の比較
表3に、以前の300 GB 10k rpm 2 Gb/秒ドライブと現世代の300 GB 10k rpm 4 Gb/秒ドライブの電力 消費量の比較を示します。これから分かるように、4 Gb/秒ドライブは先行機種よりも最大で55%、
消費する電力が少なくなっています。
表3：2 Gb/秒ドライブと4 Gb/秒ドライブの電力消費量の比較（300 GB 10k rpmドライブ）
12Vでの平均 300 GB、4 Gb/秒 300 GB、2 Gb/秒 差異（%）
テスト/電流引き込み 推定平均（W） 推定平均（W）
アイドル時平均 8.12 12.59 55.14%
動作時平均 10.00 15.77 57.72%
EMC CLARiX 146 GB および 300 GB 10k rpm （ 2 Gb/ 秒）ファイ バ・チャネル・ドライブ
CLARiX 146 GBおよび300 GB 10k 2 Gb/秒ディスク・ドライブでは、スピンドルあたりの全体的 なディスク・ドライブ容量に最も直接的に影響する要素である線密度、面密度やtpi（tracks per inch）など、ディスク機能の進歩により、ストレージ・システムあたりの容量を増やしています。
300 GBのディスク・ドライブは、スピンドルあたりの容量として前世代の146 GBドライブの2 倍を実現しており、スピンドルごとのパフォーマンスを直接比較すると、同じかまたは優れてい ます。このようなパフォーマンス特性については、このホワイトペーパーで後ほど説明します。
表4では、146 GBと300 GBの第7世代10k rpmディスク・ドライブの仕様を比較しています。
表4：146 GBおよび300 GB 10k rpmディスク・ドライブの転送速度
インタフェース仕様 2 Gb/秒ファイバ・チャネル 必要に応じて1 Gb/秒まで下げて使用可能 内部転送速度 59～118 MB/秒 ZBR（Zone Bit Recording）を使用 外部転送速度 100/200 MB/秒 必要に応じて1 Gb/秒まで下げて使用可能 注目に値する点を以下に示します。
• 回転速度
300 GBドライブは、146 GBドライブと同様に10kで回転します。
• 平均シーク時間
300 GBドライブと146 GBドライブの比較で、平均はほぼ同じです。
• BPIおよび内部転送速度
第7世代の300 GBドライブが第6世代のSeagate 300 GBハード・ディスク・ドライブを速 度で上回る量は、実際にはわずかです。
10k rpm のディスク・ドライブのパフォーマンス
これらの仕様を確認し、2つのドライブのBPI（ビット/インチ）および内部転送速度を考慮する と、300 GBドライブのいくつかのパフォーマンス特性が明らかになります。次のパフォーマン ス図は、さまざまなブロック・サイズ、I/Oタイプ、スレッドの下における、ディスク・ドライ ブの全体的なパフォーマンスを示しています。
図4および図5は、ランダムOLTP環境における300 GBおよび146 GBのファイバ・チャネル・
ハード・ディスク・ドライブのパフォーマンスを比較しています。ランダム読み取り/書き込み 環境で同じ数のスピンドルを比較すると、300 GBハード・ディスク・ドライブのパフォーマン スと146 GBハード・ディスク・ドライブのパフォーマンスは、ほぼ同じです。これは、両者の パフォーマンス仕様がほとんど同じであるためです。146 GBドライブを同じ台数の300 GBドラ イブで置き換え、データ量を増やさないと、シーク距離が減少するのでパフォーマンスは大きく 向上します。この利点は、新しいデータがこの構成に追加されると薄れます。
146 GBドライブを、それよりも少数の300 GBドライブで置き換えると、システムのスループッ トはスピンドル数に正比例するため、パフォーマンスは低下します。
Read - Random - 16 Thread - RAID 5 (4+1)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
512b 2kb 4kb 8kb 16kb 32kb 64kb
I/O Size
Throughput (IO/Sec)
1 LUN 146 GB
1LUN 300 GB
2 LUN 146 GB
2 LUN 300 GB
図4：RAID 5でのランダム読み取り
Write - Random - 16 Thread RAID 5 (4+1)
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
512b 2kb 4kb 8kb 16kb 32kb 64kb
I/O Size
Throughput (IO/Sec) 1 LUN 146 GB
1 LUN 300 GB
2 LUN 146 GB
2 LUN 300 GB
図5：RAID 5でのランダム書き込み
図6および7に示したように、300 GBと146 GBのファイバ・チャネル・ハード・ディスク・ドラ イブのパフォーマンスは、アプリケーションがシーケンシャルの読み取りおよび書き込み中心で ある場合、あまり変わりません。シーケンシャルI/Oを実行するときにはヘッド・キャリッジの 移動はほとんどなく、全体的なBPI（ビット/インチ）向上も寄与して、146 GBと300 GBのディ スク・ドライブのパフォーマンス特性が同程度に保たれます。ブロック・サイズが大きい場合も、
146 GBと300 GBの10k rpmディスク・ドライブの間で、全体的な転送速度の目立った違いは依 然として存在しません。
Read - Sequential - 1 Thread - RAID 5 (4+1)
0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000
512b 2kb 4kb 8kb 16kb 32kb 64kb 128kb 256kb 512kb 1Mb I/O Size
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Bandwidth (MB/Sec) 1 LUN 146 GB 6th Gen.
1 LUN 146 GB 7th Gen.
1 LUN 300 GB 2 LUN 146 GB 6th Gen.
2 LUN 146 GB 7th Gen.
2 LUN 300 GB
図6：RAID 5でのシーケンシャル読み取り
Write - Sequential - 1 Thread - RAID 5 (4+1)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
512b 2kb
4kb 8kb 16kb 32kb
64kb 128kb
256kb
512kb 1Mb I/O Size
0 20 40 60 80 100 120
Bandwidth (MB/Sec)
1 LUN 146 GB 5th Gen.
1 LUN 146 GB 6th Gen.
1 LUN 300 GB 2 LUN 146 GB 5th Gen.
2 LUN 146 GB 6th Gen.
2 LUN 300 GB
図7：RAID 5でのシーケンシャル書き込み
つまり、300 GBドライブを適切な環境で使用すると、前世代の146 GBディスク・ドライブに比 べて最大で10%から12%のパフォーマンス向上が得られることが、図4から図7によって分かり ます。シーケンシャルなワークロードの環境では、146 GBドライブから300 GBドライブへの置 き換えがパフォーマンスに与える影響は異なります。シーク時間は重要でないため、容量を大き
くすることの利点はありません。少ないドライブ数でシステムのパフォーマンスの限界となるた め、スピンドル数の変化がスループットに与える影響も、より小さくなります。多くの場合、帯 域幅が重視される環境では、スピンドル数が減っても十分なスループット・パフォーマンスを維 持することができます。
300/400 GB 10k rpm ディスク・ドライブのアプリケーション
新しい300/400 GB 10k rpmドライブを使用する場合、コストと容量のメリットを受けるためには、
高容量の環境に適したアプリケーションで使用することが重要です。シーケンシャル・アクセ ス・アプリケーションは、ストレージ・システムのすべてのキャッシングのメリットを最大限に 受けられ、ドライブの内部転送速度の向上のメリットを受けやすいという傾向があります。これ らのアプリケーションの場合、全体的なパフォーマンスに最も大きく影響するのは、ドライブが プラッタからデータを転送する際の速度です。したがって、ブロック・サイズが中から大でシー ケンシャルI/Oのアプリケーションが、新しいドライブの内部転送速度およびビット密度の向上 によるメリットを最も大きく受けます。
300/400 GB 10k rpmドライブに適した、より一般的な種類のアプリケーションを以下に示します。
• データベース環境
• インターネット・サービスのオンライン・バックアップ
• ニアライン・ストレージまたはテープの代替
• 油田およびガス田の探査
• ライフサイエンス
• デジタルAVおよびデジタル編集
• 医療画像
• 画像アーカイブ
• ドキュメント管理
• データ・ウェアハウジングおよびデータ・マイニング
ユーザーは、300/400 GBディスク・ドライブのテクノロジーから以下の分野についてメリットを 受けます。
• メガバイトあたりの価格
• フットプリントの縮小
• 必要な電力および冷却の削減
• ドライブの統合によるMTBFレートの向上
• 現在のCX製品ラインで入手可能
シリアル接続 SCSI ハード・ディスク・ドライブ
SAS（Serial Attach SCSI）は、主にハード・ディスク・ドライブ、CD-ROMドライブなどのデバ イスとの間でデータを転送するために設計されたコンピュータ・バス・テクノロジーです。SAS は、DAS（直接接続ストレージ）デバイス向けのシリアル通信プロトコルです。これは、法人市 場向けにパラレルSCSIの代替として設計されており、今までに可能だったデータ転送速度を大 きく上回り、SATAドライブと下位互換があります。（SATAドライブはSASコントローラに接 続できます。ただし、SASドライブをSATAコントローラに接続することはできません。）SAS では、従来のSCSIデバイスで使われていたパラレル通信ではなく、シリアル通信が使用されま
EMC CLARiX AX4 40 GB 10k rpm SAS ディスク・ドライブ
SAS（Serial Attach SCSI）は、次世代のSCSI（Small Computer System Interface）です。パラレル SCSIは、20年以上にわたってサーバおよびワークステーションの標準的な内部ディスク・スト レージ・インタフェースでした。また、ネイティブのファイバ・チャネル・ドライブが出現する まで、オープン・システムの外部アレイ・ストレージのための標準的なデバイス相互接続の手段 でもありました。
市場の多くは、SASを早期に採用することが、今までパラレルSCSIまたはSATAのドライブ・
テクノロジーを利用してきた外部ストレージ市場への入り口であると見ています。これらのシス テムでは、プラグ互換のSASとSATAドライブを混在できることが、階層型ストレージの柔軟 性に欠けるパラレルSCSIに比べて明白な利点です。このプラグ互換性（SASにおけるSATAプ ロトコルのトンネリング）においては、まだSASテクノロジーが発展途中の分野であるため、
SASだけをサポートするストレージ・システム製品が、現在、市場に投入されています。
AX4 の概要
AX4は、CLARiXストレージ・システム・ファミリの新しい製品です。これは、シングルまたは デュアルのSP（ストレージ・プロセッサ）で提供されます。デュアルSPシステムは、1つのSP に障害が発生した場合のために冗長性を備えています。デュアルSPシステムでは、SPをホッ ト・スワップすることができます。デュアルSPでは、CLARiXファミリ全体に共通するソフト ウェア・プラットフォームとなるFLARE®というCLARiXオペレーティング・ファームウェアを、
無停止でアップグレードできます。どちらのストレージ・プロセッサにも、統合Ethernet管理ポ ート経由でアクセスできます。各AX4ストレージ・プロセッサは、1 GBのキャッシュ・メモリ を備えています。デュアルSPシステムには、ミラー・キャッシュがあります。AX4のディス ク・ドライブ、電源、ファン、SPS（スタンバイ電源装置）を含むコンポーネントは、完全な冗 長性を備えており、ホット・スワップすることができます。
AX4は、わずか4台のディスク・ドライブから購入することができ、60台のディスク・ドライ ブまで拡張できます。AX4は、SASディスク・ドライブとSATA IIディスク・ドライブの組み合 わせを装備できるため、アレイ内に階層型ストレージを実現することができます。SAS（Serial Attach SCSI）ドライブは、SATAディスク・ドライブよりも高いパフォーマンスを発揮します。
しかし、SATAドライブの方が低価格で大容量です。AX4では、以下のディスク・ドライブを利 用できます。
• SASドライブ：146 GB 15k rpmおよび400 GB 10k rpm1
• SATA IIドライブ：750 GB 7,200 rpm
• SASドライブとSATA IIドライブは、同じDAE（ディスク・アレイ・エンクロージ ャ）内に混在できます。
1 AX4の製品リリース後、間もなく、15k rpmの300 GB SASドライブおよび7,200rpmの1 TB SATA IIドライブを利用できるようになる予定です。
図8：DPE-AX、DAE、スタンバイ電源装置の下でのデュアルSPのAX4
AX4システムは、SPごとに2つのファイバ・チャネル・ホスト接続、またはSPごとに2つの iSCSIホスト接続で使用できます。ファイバ・チャネル・ポートの最大速度は4 GB/秒、iSCSIポ ートの最大速度は1 Gb/秒です。この速度は、オート・ネゴシエーションまたはユーザーの選択 によって調整できます。AX4には最大64台の高可用性ホストを接続できます。ホスト・プラッ トフォームでは、次のオペレーティング・システムのいずれかを実行できます：Windows、
Linux、Solaris、AIX、HP-UX、VMware。
シリアル ATA ハード・ディスク・ドライブ
ATAは、従来から内部ストレージ接続として、デスクトップ・コンピュータでホスト・システ ムをハード・ディスク・ドライブおよび光学ドライブに接続するために使用されてきました。現 在、ATA の相互接続テクノロジーは進化して、さらに高速の相互接続速度、スケーラビリティ、
信頼性を実現し、このテクノロジーが当初意図していたアプリケーションを越えるようになりま した。現在、ATAテクノロジーは、規模とコストが主な選定基準になる、エンタープライズ・
クラスのストレージおよびニアライン・ストレージのサーバ環境といったアプリケーションで幅 広く使用されています。シリアルATA IIは、今までのATAテクノロジー（SATA I）を置き換え るために設計された次世代の内部ストレージ相互接続です。この相互接続テクノロジーは、300 MB/秒の速度で通信することが可能であり、CLARiX ストレージ・システムで採用されています。
EMC CLARiX 750 GB および 1 TB SATA II ドライブ
ここまで、750 GBおよび1 TB 7,200 rpmのSATA IIドライブが市場に登場するための条件となる 重要な機能とテクノロジーについて見てきました。ここでは、これらのドライブを実装できるい くつかのアプリケーションを見ていきます。SATA IIドライブは、コストと容量のメリットを十 分に発揮できるように、大容量の環境に最適のアプリケーションで使用してください。シーケン シャル・アクセス・アプリケーションは、ストレージ・システムのすべてのキャッシングのメリ ットを最大限に受けられ、SATA IIディスク・ドライブの高密度のメリットを受けやすいという 傾向があります。これらのアプリケーションの場合、全体的なパフォーマンスに最も大きく影響 するのは、ドライブがプラッタからデータを転送する際に可能な速度です。したがって、ブロッ ク・サイズが中～大のシーケンシャルI/Oのアプリケーションが、ドライブの単位面積あたりビ ット数密度の向上によるメリットを最も大きく受けます。
750 GBおよび1 TB 7,200 rpm SATA IIドライブの一般的な種類のアプリケーションを以下に示し ます。
• ディスクからディスクへのバックアップ
従来のバックアップ・ソフトウェアを使用したディスク・バックアップ。ATAを使用し たCLARiXは、ほとんどの主要なバックアップ・アプリケーションでテストされ、サポ ートされています。
テープに比べてバックアップおよびリストアのパフォーマンスが向上します。
• 大きなアプリケーション・データセット
地底探査データの解析、政府の情報機関、ライフサイエンスにおける研究など、一部のアプリケ ーションは、サイズが大きいためにテープに直接書き込まれます。テストを再実行する必要があ るときは、データを再ロードしてから再実行しなければなりません。これからは、CLARiX ATA ドライブで情報をオンラインのままにでき、ビジネスの運用効率やタイム・トゥ・マーケットが 向上します。
750 GB および 1 TB SATA II ディスク・ドライブ・テクノロジーのメリット
• メガバイトあたりの価格の低下
• フットプリントの縮小
• 必要な電力および冷却の削減
SATA II 7,200 rpm ディスク・ドライブの実装
一般的なバインド処理では、さまざまなRAIDグループおよびLUNがバインドされ、論理ディ スク・ドライブとしてホストに提示されます。このバインド/割り当て処理では、ハード・ディ スク・ドライブが選択され、ホスト・アプリケーションで使用可能なストレージとしてグループ 化されます。
ユーザーの要件に基づいて、ドライブのタイプを混在させてCLARiXストレージ・システムとし てまとめることは、よく行われます。その際に、750 GBドライブと1 TBドライブをデータ容量/
パフォーマンスの組み合わせに組み入れることが考えられます。現在、CLARiXハード・ディス ク・ドライブには容量として146/300 GB（10k rpmおよび15k rpm）、400 GB（10k rpm）、さら に750 GBおよび1 TB SATA IIディスク・モジュールがあるので、ユーザーの動作環境内のさま ざまなアプリケーションに合うように、これらの多様な容量とパフォーマンスを持つドライブ/
エンクロージャを適用することができます。
SATA II 「 Northstar 」ディスク・ドライブおよびエンクロージャ・
テクノロジー
EMCのUltraPoint™ディスク・ドライブ・エンクロージャは、最新世代のCLARiX DAE（ディス ク・アレイ・エンクロージャ）であり、CLARiX 2 Gb/秒CX300/CX500/CX700シリーズ製品ライ ンで使用されていた、従来の2 Gb/秒ファイバ・チャネル・ループ・テクノロジーDAEを置き換 えるものです。現在のUltraPointの設計では、FC-AL（ファイバ・チャネル・アービトレート型 ループ）相互接続により、ストレージ・システムと他のDAEエンクロージャの間、およびDAE エンクロージャ間で4 Gb/秒の速度をサポートしています。DAE内のファイバ・チャネル・ルー プは、ポイント・ツー・ポイント・テクノロジーとともに実装されます。このテクノロジーの特 徴は、次のとおりです。
• ファイバ・チャネル制御トラフィック（ループ・プリミティブ、初期化など）のループをエ ミュレートする。
• データ・トラフィックのために、各ドライブにポイント・ツー・ポイント接続を行う。この 機能により、データ・トラフィックのエラー条件の切り分けが向上し、FCデータのループ 遅延が減少する。
UltraPointストレージ・ソリューションは、以下のフィールド交換可能ユニットから構成されて います。
• ミッドプレーンを持ち、15台のディスク・ドライブ・モジュールを収容可能な3Uラックマ ウント型DAE（UltraPointエンクロージャ）
• ホット・スワップ対応1インチ薄型FCディスク・モジュール
• ホット・スワップ対応LCC（リンク・コントローラ・カード）
• ホット・スワップ対応ファン/電源装置
このエンクロージャ内のSATA IIディスク・ドライブでは、EMC CLARiX SATA IIディスク・ド ライブの背面に取り付けられたファイバ・チャネル・ブリッジの「パドル・カード」にSATA II を組み込みます。このブリッジ・カードは、ディスク・ドライブ・モジュール・アセンブリ上に 置かれ、SATA IIドライブと組み合わされて、1台のFCドライブをエミュレートします。
このテクノロジーの主な利点は、新しい「Northstar」SATA IIディスク・ドライブを標準的な UltraPointスタイルのファイバ・チャネル・ディスク・ドライブ・エンクロージャに組み込める ため、CLARiXストレージの中で「ATA」タイプのエンクロージャを分離する必要がなくなるこ とです。これにより、CLARiXのバックエンド・ループは引き続き4 Gb/秒で動作することがで きます。
注意：SATA II Northstarディスク・ドライブを標準的なファイバ・チャネル・ディスク・ドライブと同 じエンクロージャ内に混在させることはできません。
従来の CLARiX ATA ハードウェアの概要
図9に、CLARiX ATA DAE2（2 Gb/秒ディスク・アレイ・エンクロージャ）の正面図と、実際の ディスク・モジュールそのものの背面図を示します。ディスク・モジュールのキャリア・アセン ブリは、追加のアダプタ・カードを装着できるように再設計され、各ATAディスク・モジュー ルの背後に置かれます。このアダプタ・カードは、ATAアーキテクチャをシリアルATAに、
（ディスクへの）シングル・ポート・アクセスをデュアル・ポート・アクセスに変換します。ま た、このアダプタ・カードには、CLARiX ATAエンクロージャの電源を入れたときにディスク・
モジュールを順番に開始させるソフト・スタート回路が含まれています。これにより、CLARiX ATAディスク・モジュールをATA DAE2に挿入できるようになります。LCC（リンク・コント ローラ・カード）とディスク・モジュールを例外として、他のすべてのDAE2アセンブリは標準 のファイバ・チャネルDAE2アセンブリと同じです。
図9：ATAテクノロジー・コンバータおよびデュアル・ポート・アダプタ
ATA LCC（図10を参照）は、シリアルATAをシリアル・ファイバ・チャネル・アーキテクチャ に変換します。このATA LCCは、CLARiX ATAディスク・モジュール・エンクロージャ内で標
準のLCCの代わりに使用されます。
図10：ATA LCC
図10に、CLARiX ATAストレージ・システム・エンクロージャで使用されるLCCを示します。
ATA LCCがインストールされると、システム・レベルおよびソフトウェア・レベルから見たエ ンクロージャは標準のファイバ・チャネル・エンクロージャとして認識されます。
CLARiX ATAエンクロージャの実装は、CLARiXソフトウェアに対しては透過的です。ただし、
これらのATAエンクロージャをCLARiX CXシリーズ・システムに実装する場合には、いくつ かの制限があることに注意してください。制限は、次のとおりです。
• ATAドライブにバインドされるRAIDグループは、ATAドライブ・エンクロージャの外に まで広げることはできません。ただし、ATAエンクロージャ内の全体に広げることは可能で
ATA Ctrl ATA Ctrl
ATA Link Control Card
す。つまり、ATAドライブをファイバ・チャネル・ドライブにバインドすることはできませ ん。
• ATAドライブのホット・スペアは、ATAエンクロージャ内に存在する必要があり、ファイ バ・チャネル・ディスク・モジュールのスペアとして使用することはできません。（30台の ATAドライブに1つのATAドライブを推奨。）
• ATAドライブをCXシリーズ・ストレージ・システムの1つ目のエンクロージャ内に置くこ とはできません。
• ATAドライブは、パフォーマンス上の懸念があるため、ホスト起動アクティビティには使用 できません。
• ATAドライブをファイバ・チャネル・ドライブの代わりに実装する前に、ランダムI/O環境 について再検討する必要があります。
これらの制限を除くと、ATAドライブはどのような構成でも使用できます。
環境のパフォーマンスと容量について計画を立てる際は、ドライブを選定する前に各アプリケー ションのパフォーマンス、価格、容量の要件を完全に理解する必要があります。750 GB/1 TB SATA IIドライブは、個別のアプリケーションが必要とするストレージの容量およびパフォーマ ンスの両方の要件を、これらが満たす場合に選択してください。
ディスク・ドライブのパフォーマンス仕様の比較
表5に、EMC CLARiX CX向けに承認されたディスク・ドライブのパフォーマンス仕様の詳細を 示します。
表5：EMC CLARiX CXシリーズ・システム・ディスク・ドライブ仕様
300 GB 15k FC 300 GB 10k FC 1 TB SATA 750 GB SATA
回転スピード 15,000 10,000 7,200 7,200 回転待ち時間 2ミリ秒 2.99ミリ秒 4.17ミリ秒 4.17ミリ秒
平均シーク時間（読み取り） 3.6ミリ秒 4.7ミリ秒 最大9ミリ秒 最大9ミリ秒 平均シーク時間（書き込み） 4ミリ秒 5.3ミリ秒 最大9ミリ秒 最大9ミリ秒 転送速度（内部） 120～201 MB/秒 59～118 MB/秒 1091 Mb/秒 1091 Mb/秒 バースト速度（外部） 400/200 MB/秒 200 MB/秒 150/300 MB/秒 150/300 MB/秒
以下の点に注意してください。
• 回転速度：750 GBおよび1 TB のSATA IIドライブは7,200 rpmで回転し、300 GBファイ バ・チャネル・ドライブは10,000または15,000 rpmで回転します。
• 平均シーク時間：この平均時間は、146 GBおよび300 GBファイバ・チャネル・ドライブと 比較して750 GB/1 TB SATA IIドライブはかなり遅くなっています。
• 内部転送速度：750 GB/1 TB のSATA IIドライブは、内部および外部転送/バースト速度の仕 様も、300 GB 15k rpmファイバ・チャネル・ディスク・ドライブよりも低速です。
これらの仕様を確認し、2つのドライブのBPI（ビット/インチ）および内部転送速度を考慮する と、750 GB/1 TBドライブのいくつかのパフォーマンス特性が明らかになります。読み取りおよ び書き込みの平均シーク時間が9ミリ秒から10ミリ秒であり、平均回転待ち時間の仕様が4.1ミ リ秒であることから、CLARiX SATA IIドライブは、データベースやOLTP環境などのランダム
オンラインにする用途に適しています。オフライン・アプリケーションは、大きなシーケンシャ ル・タイプのデータ・アクセスおよびストレージ・アクティビティを行います。そのようなアプ リケーションの一部について、このホワイトペーパーで後ほど説明します。
ATA を使用した CLARiX の競争優位性
新規または既存のCLARiXインフラストラクチャにCLARiX SATA IIドライブを導入することの 競争優位性の一部を以下に示します。CLARiX SATA II ドライブは、以下の特徴を持っています。
• 既存の第6および第7世代アーキテクチャにプラグ・イン
• SATA IIテクノロジーに対してCLARiXのソフトウェア機能すべてを使用可能
• 既存のCLARiX CXまたはCX3シリーズ・ストレージ・システムにSATA IIテクノロジーを 追加することにより、システムを停止することなく容量を拡大可能
• 各SATA IIドライブにデュアル・ポートを提供して高可用性を実現
• すべてのCLARiX ATAコンポーネントでホット・プラグおよびホット・スワップが使用可 能
• データ保全性のチェック機構やスクラビング（Sniffer）などのFLAREのメリットに対応
• 冗長高可用性コンポーネント（電源、冷却、LCCなど）を装備
• ファイバ・チャネル・ドライブと同じRAIDサポート（0、1、1/0、3、5、6）およびドライ ブ選択の柔軟性
• CLARiX セクター・データ保護機構を使用
• チェックサム・アーキテクチャによるエンド・ツー・エンドのデータ保護
CLARiX ディスク・ドライブでの各種テクノロジーの実装
一般的なバインド処理では、さまざまなRAIDグループおよびLUNがバインドされ、論理ディ スク・ドライブとしてホストに提示されます。このバインド/割り当て処理では、ハード・ディ スク・ドライブが選択され、ホスト・アプリケーションで使用可能なストレージとしてグループ 化されます。
CLARiXストレージ・システムで、ユーザーの要件に基づいてドライブのタイプを混在させるこ とは、よく行われます。現在、CLARiXハード・ディスク・ドライブには容量として146 GB
（10k rpmおよび15k rpm）、300 GB（10k rpmおよび15k rpm）、750 GB/1 TB（7,200 rpm）があ るため、各自の動作環境内のさまざまなアプリケーションに合うように、この多様な容量とパフ ォーマンスを持つドライブ/エンクロージャを適用することができます。
ディスク・ドライブ混合使用の例
ディスク・ドライブ混合使用の例を以下に示します。
• CAD/CAM環境におけるハード・ディスク・ドライブの合理的な選択肢は、図面の保管と設 計の変更という観点から、スピンドルあたりの容量が小さいストレージではなく、ドライブ あたりの容量が大きいストレージです。
• 価格が重視される環境では、初期所有コストの低さから、この種のアプリケーションのスト レージで容量の小さいハード・ディスク・ドライブが適切な選択肢になる場合もあります。
• OLTPのように、I/Oが多くブロック・サイズが小さいアプリケーションでは、パフォーマン スの観点から15k rpmドライブが適切です。
CLARiXのモジュラー設計を考慮すると、次のインストールにより、1つのCLARiXストレー ジ・システムで4つのシナリオすべてに対応できます。
• ニアラインのディスク・バックアップ・ベースのアプリケーション用に、750 GB/1 TB、
7,200 rpmドライブのDAEまたはRAIDグループ
• エンジニアリング・グループのアプリケーション用に、300/400 GB、10k rpmドライブの DAEまたはRAIDグループ
• OLTPおよびランダム・データベース・アプリケーション用に、高パフォーマンスの146ま たは300 GB、15k rpmドライブのDAEまたはRAIDグループ
• コスト/パフォーマンス効果のバランスが取れたソリューション用に、300 GB 10k rpmディス ク・ドライブのDAEまたはRAIDグループ
CLARiX ディスク・ドライブの電源ソリューション
CLARiX の先進的なストレージ・テクノロジーにより、システム全体のパフォーマンスが向上し、
ストレージのエネルギー消費が最適化されています。この後のセクションでは、エネルギー消費 の基礎と、CLARiX でエネルギー効率を高めるためのベスト・プラクティスについて説明します。
多層構造
CLARiXには、同一システム内のストレージ容量の多層構造を効率的に使用するために、独自の 機能があります。CLARiX UltraScale™アーキテクチャにより、さまざまなディスク・ドライブ・
テクノロジーを同一アレイ内で使用できます。1つのUltraPoint DAE（ディスク・アレイ・エン クロージャ）で、複数のドライブ（SATA、ファイバ・チャネル、低価格ファイバ・チャネルな ど）および複数のインタフェース速度（2 Gb/秒、4 Gb/秒）をサポートできます。UltraPointテク ノロジーの使用によってもたらされる柔軟性と構成オプションを仮想LUNと組み合わせること で、これらのドライブ・テクノロジーの間を簡単に移動できます。
CLARiXストレージ・システムで、ユーザーの要件に基づいてドライブのタイプを混在させるこ とは、よく行われます。その際に、750 GBドライブと1 TBドライブをデータ容量/パフォーマン スの組み合わせに組み入れることが考えられます。現在、CLARiXハード・ディスク・ドライブ には容量として73 GB（10k rpmおよび15k rpm）、146 GB（10k rpmおよび15k rpm）、300 GB
（10k rpmおよび15k rpm）、750 GB/1 TB（7,200 rpm）があるため、ユーザーの環境内の各アプ リケーションの容量およびパフォーマンス要件に合う最適なドライブを選択することができます。
異なるストレージ階層では電源プロファイルが異なるため、CLARiXストレージ・アレイの1つ の層から別の層にデータを動的に移動できることから大きな電力削減が得られます。たとえば、
表6に示すように、7,200 rpmドライブの電力削減量は15k rpmドライブに比べてかなり少量です。
表6：動作中およびアイドル・ドライブの電源使用量
回転スピード 動作時の電源使用量 アイドル時の電源使用量 アイドル時と動作時の電源使用量の差
15k rpm 19.36ワット 13.7ワット 30%
7,200 rpm 13ワット 9.3ワット 28%
ある環境におけるパフォーマンス、容量、電力の要件について計画を作成する際には、いくつか の要素を考慮することが不可欠です。各アプリケーションが必要とするストレージ容量、価格ポ イント、電源消費量、パフォーマンスの要件を満たす適切なディスク・ドライブを選択してくだ さい。表7に、標準的なCLARiX環境における各種のディスク・ドライブ・テクノロジーを比較 した一般的な電源消費量と、そのコストを示します。これらは選択したドライブ・テクノロジー
を比較しているだけであり、容量あたりの相対的な電力消費の比較ではないことに注意してくだ さい。
表7：ドライブ・テクノロジーごとの年間電力コスト ドライブのタイプ ドライブ
の数
電流 電力消費量 年間電力コス ト
発熱量
7,200 rpm SATA II 15 1.4 A .29k VA $1,111.00 900 Btu/時
10k rpm 15 1.5 A .31k VA $1,215.00 1,000 Btu/時
15k rpm 15 1.6 A .32k VA $1,256.00 1,100 Btu/時
エンクロージャの電源消費量の計算には、ある地域の電力料金、0.1537 $/kW時を使用
あるストレージ・システム内のすべての負荷タイプに1種類のディスク・ドライブ・タイプを使 用することは、お勧めできません。ただし、一部のベンダーはこの方法を提案することがありま す。各ストレージ階層には、そのライフサイクル全体にわたってそれぞれ異なる情報と電力の要 件があります。したがって、データを保管および管理するためのシステムの構成やレイアウトを 決定するときは、ストレージ階層の違いが主な考慮点になります。
再構築時間
再構築時間は、再構築の速度（ASAP、High、Medium、Low）、適切なホット・スペアの有無/場 所、ディスク・タイプ、ディスク・サイズ、バス速度、アプリケーション負荷、RAIDグルー プ・テクノロジーなどの多くの要素によって決まります。再構築にホット・スペアが使用される 場合は、障害のあるドライブが置き換えられてホット・スペアがそれにコピーされる「イコライ ズ」処理が追加発生します。
表8に、基準になるASAP再構築/イコライズ速度を示します。これは、1つの4 Gb/秒ループ上 で15k rpm ファイバ・チャネル・ドライブを使用した、いくつかの一般的なRAIDグループ構成 におけるもので、アプリケーション負荷がない状態です。
表8：基準になる再構築速度
ASAP FC 負荷なし 4 Gb/秒ループ 4+1 R5 8+1 R5 4+4 R10
再構築速度（ホット・スペアへの書き込 み）
2.5 GB/分 1.6 GB/分 3 GB/分
イコライズ速度（新しいドライブへのホ ット・スペアからのコピー）
3.75 GB/分 3.75 GB/分 3 GB/分
再構築のドライブ帯域幅 42 MB/秒 28 MB/秒 50 MB/秒 イコライズのドライブ帯域幅 65 MB/秒 65 MB/秒 50 MB/秒
SP CPUの利用率 15% 17% 4%
注意：再構築速度は、ドライブに対するものであり、LUN容量に対するものではありません。ユーザ ー容量にして約530 GBとなる、146 GBドライブで構成される4+1 RAID 5グループの再構築にかかる 時間は、約1時間です。この表に示した速度は、FC 15k rpm 4 Gb/秒の73、146、300 GBドライブでは 同じです。
RAID 5でのイコライズ速度は、稼働中のドライブが2台だけ（ホット・スペアおよび新しいド ライブ）であり、他のドライブからパリティやデータを再計算する必要がないため、再構築その ものよりも速くなっています。RAID 1/0でのイコライズは、再構築の方向を逆にしたものです。
アプリケーションのパフォーマンス低下に対するASAP再構築の効果は、ワークロードの内容に 依存します。表9に、典型的な3つのプロファイルと、パフォーマンス低下の特性を示します。
表9：アプリケーション負荷に対するASAP再構築の効果 トポロジー ワークロードのプロフ
ァイル
通常のLUN パフォーマンスが低下 したLUN
ドライブ再構築 速度 4+1 R5 64 KB シーケンシャル
読み取り1スレッド
145 MB/秒 8 MB/秒∗ 40 MB/秒
4+1 R5 64 KB シーケンシャル 書き込み1スレッド
110 MB/秒 95 MB/秒 38 MB/秒
4+1 R5 2:1 読み取り/書き込み8 KBランダム16スレッ ド100%ディスク使用率
800 IOPS 400 IOPS 21 MB/秒
4+1 R5 2:1 読み取り/書き込み8 KBランダム 70%ディスク使用率
500 IOPS 250 IOPS 21 MB/秒
4+4 R10 64 KB シーケンシャル 読み取り1スレッド
190 MB/秒 60 MB/秒∗ 30 MB/秒
4+4 R10 64 KB シーケンシャル 書き込み1スレッド
120 MB/秒 90 MB/秒 27 MB/秒
4+4 R10 2:1 読み取り/書き込み8 KBランダム16スレッ ド100%ディスク使用率
1,400 IOPS 1,100 IOPS 8 MB/秒
4+4 R10 2:1 読み取り/書き込み8 KBランダム70%ディ
スク使用率
1,150 IOPS 850 IOPS 14 MB/秒
アプリケーションの状況からASAP再構築が許されない場合は、再構築時間の設定をHigh、
Medium、またはLowに調整することができます。再構築速度はASAPよりも大きく低下します が、High設定でも実作業のワークロードと再構築の競合は時間にして10%のみです。表10に詳 細を示します。
表10：High、Medium、Low再構築の特性*
特性 トポロジー High Medium Low
再構築速度*（ドライブ） R5 14 GB/時 7 GB/時 3.5 GB/時
R10 18 GB/時 11 GB/時 7 GB/時
再構築の稼働率（%） R5 10% 5% 2.5%
R10 10% 6% 4%
*ドライブのアクティビティにより、速度はこれよりも速くなる可能性があります。再構築中に RAIDグループに対して他のディスクのアクティビティがないという極端なケースでは、High、
Medium、LowのいずれもASAPと同様に動作します。
また、SATA IIドライブのシーケンシャル動作は、表10の再構築速度に0.75を掛けると、負荷の ない状態でのASAPの値が得られることを除き、FCドライブとほぼ同じです。（500 GB SATA IIドライブの再構築時間は約4.5時間です。）アプリケーションの負荷がある状況では、この係 数を0.5にしてください。CX300/500/700 ATA RAID 3およびRAID 5 4+1 320 GB 7,200 rpmドラ イブの再構築時間は、約6時間です。アプリケーションの負荷がある状況では、この係数を0.33
