CPUやネットワークは毎年飛躍的なペースで高速化の一途を辿っています。一方、ストレージに関しては容量の点では大容量化が進んでいるものの、シークタイム、IOPS、帯域幅といった「速度」という点からは大幅な遅れをとっており、その成長は他のデバイスと比べると、まさにカタツムリ並みのペースといえるでしょう。そのため、この速度の違いがもたらすパフォーマンスギャップは年々拡大傾向にあり、その結果、ストレージの処理速度がシステム全体のボトルネックとなる状況が頻繁に発生しています。

このパフォーマンスギャップは、高い性能が要求されるネットワーク環境において特に顕著で、いかに高性能のサーバを導入していたとしても、接続されたストレージがサーバからの命令をタイムリーに処理しきれないため、サーバの性能が十分に生かされず投資に無駄が生じる結果となります。そしてアクセスの集中するホットファイルやデータベースが多数のホストから常時リード／ライトされるような状況においては、このボトルネックは全ネットワークインフラにとって危機的な事態を引き起こす原因となります。

ストレージの速度がCPUの速度と比べて低速な原因は、ストレージを構成する物理的な要素にあります。ディスクはアームが物理的に回転する磁気ディスク上を移動することでリード／ライトを行っています。数ミリ秒というシステムにとって貴重な時間が、パーツの1つが回転し、また別のパーツが指定のエリアに移動するといった動作に費やされてしまいます。StorageReview.comによると最も高速なハードディスクであっても、ピーク時のアクセスタイムに5ミリ秒を要します。この遅延が毎日処理される無数のオペレーション毎に発生するため、結果としてシステム全体へ深刻な影響を及ぼすこととなります

一方、半導体ディスクは、ハードディスク部分を高速な半導体回路に差し替えることにより、この物理的な制約を解決しています。半導体ディスクは、従来の回転する磁気ディスクの代わりにDDR RAMやフラッシュメモリといったメモリチップを使用してリード／ライトを行っています。

半導体ディスクを利用することによりストレージは初めて、CPUやネットワークの速度に追いつくことが可能となります。Texas Memory SystemsのDDR RAMベースの半導体ディスクのアクセスタイムはハードディスクの250倍に相当する15マイクロ秒です。フラッシュメモリベースの半導体ディスクでも、リード時のアクセスタイムはハードディスクの20倍に相当する200マイクロ秒です。これらの半導体ディスクを使用することにより初めて、サーバのCPUやネットワークといったリソースを最大限まで使用することができるようになります。高価なサーバにハードディスクの処理を待たせることもなくなり、システム全体のパフォーマンスと毎秒あたりに処理できるオペレーション数が飛躍的に向上します。

RAMベースの半導体ディスクに関して一番の懸念事項はデータの継続性と揮発性です。磁気ディスクとは異なり、RAMベースの半導体ディスクはデータを保存しておくために通電状態を維持しておく必要がありますが、この問題の回避策はいたってシンプルです。

DDR RAMベースの半導体ディスクは冗長化されたバックアップ用のバッテリとハードディスクを内蔵しており、シャットダウンの際はこれらのハードディスクへデータが保存されます。

一方、フラッシュメモリベースの半導体ディスクは一次記憶域にフラッシュメモリを使用しています。フラッシュメモリはそもそも不揮発性を有していますので、通電がなくてもデータは保持されます。キャッシュ部分にはDDR RAMを使用していますが、万が一の停電の際にも冗長化されたバッテリによりデータが一旦保持され、その間にフラッシュメモリへ安全に退避されます。

Texas Memory SystemsのRamSanラインナップは従来のストレージが引き起こすI/Oボトルネックを完全に解消するべく設計されており、従来のストレージの数百倍のI/O性能を実現することはもちろん、既存のSAN環境にシンプル、シームレス、そしてスケーラブルな導入が可能な唯一のソリューションです。