SSDはHDDよりも高くて速いはウソ？ SSDをめぐる5つの誤解

SSDはHDDよりも高くて速いはウソ？　SSDをめぐる5つの誤解　という記事を見つけました

　かつてはストレージベンダーの差別化手段となるくらいニッチなストレージ製品だったフラッシュ（SSD：ソリッドステートドライブ）。急速な進歩を遂げ、今ではすっかり一般的な技術になった。フラッシュストレージが成功した最大の原因は、基幹業務アプリケーションで求められる速度を提供したからだ。

　本稿ではフラッシュベースのストレージをめぐる5つの大きな誤解を取り上げるとともに、その背後に隠された現実について述べる。

誤解その1：ハイブリッドアレイあるいはオールフラッシュアレイは、ストレージ関連のパフォーマンス問題を全て解決する

　データストレージ業界では、ハイブリッドアレイやオールフラッシュアレイが花盛りだ。例えば、フラッシュベースのストレージは数十万～数百万IOPS（1秒間当たりのI/O数）を提供するのに加え、スループットも大幅に改善する。だがこうしたアレイがストレージ関連のパフォーマンス問題を“全て”解決するのかといえば、その答えはノーだ。

　問題は遅延時間（レイテンシ）だ。ストレージアレイに高性能なフラッシュSSDを詰め込むと、ストレージコントローラーとドライブメディアの間の遅延が大幅に（一般的に数桁単位で）増大する。だがアプリケーションサーバ（物理／仮想サーバ）とストレージアレイとの間の遅延に対しては何の効果もない。

　アプリケーションサーバとストレージアレイとの間の遅延とは、データパケットがサーバのメモリからストレージブリッジを介してPCIe（PCI Express）コントローラー、ファイバーチャネル／イーサネット／InfiniBandアダプター、トランシーバ、ケーブル、トランシーバ、スイッチ（または複数のスイッチ）、ケーブル、ストレージアダプター、PCIeバス、PCIeコントローラー、ブリッジ、メモリ、そしてCPUに到達した後で、今度は、逆方向に戻るのにかかる時間である。これは大きな遅延であり、フラッシュSSDのパフォーマンスによって改善されない。加えて、フラッシュSSDはストレージコントローラーの性能的限界の制約を受ける可能性がある。

　できるだけ低い遅延がアプリケーションのパフォーマンスにとって望ましい場合（頻繁なトレーディング、シミュレーション、メディア／エンターテインメント、流体解析、モデリング、3D CAD／CAMなどのアプリケーションの場合）、アプリケーションサーバのDIMMスロットまたはPCIeスロットに装着したフラッシュSSDを直接利用すれば、SSDのパフォーマンスを最大限に発揮できる。上記の遅延の大部分を排除できるからだ。

誤解その2：フラッシュドライブはサーバよりもアレイに組み込む方がよい

　多くの誤解がそうであるように、この誤解にも少しの真実と多少の誇張が含まれている。アレイベンダー各社は、製品のテストとバーンイン（通電負荷試験）を行い、アレイ内のドライブの故障、メンテナンスコスト、ダウンタイム、データ消失が最小限になるようにしている。それはそれで良いことだ。だがフラッシュSSDとHDDとは全く別物だ。HDDのバーンインでは、欠陥のあるHDDを出荷前に除外できる。だがSSDのバーンインは一般に、短時間でSSDのパフォーマンスを安定状態まで下げるというメリットしかない。

　アレイベースの誤り訂正符号（ECC）は、SSDのECCよりも有用性が高いという意見もある。

　また技術的には、SSDは外部アレイに組み込んだ方がやや有利だ。だがこの2点だけで、SSDをハイブリッドアレイあるいはオールフラッシュアレイに搭載した方がサーバに組み込むよりもよいといえるのだろうか。これは主観的な判断であり、必ずしも事実に基づくものではない。

誤解その3：SSDはHDDよりもはるかにコストが高い

　最初のSSDが市場に登場して以来ずっと、こうした認識が一般的であり、これにはさまざまな要因が絡んでいる。基本的には取得コストである。フラッシュベースのストレージの価格は急速に下がっているのに対し、HDDの価格の低下は極めてゆっくりだ。NANDフラッシュメーカー各社がムーアの法則通りにNANDチップの小型化を進めるのに伴い、Gバイト当たりの取得価格が急激にダウンした。さらにフラッシュSSDメーカー各社は、ECCとウェアレベリングの改良によってエンタープライズマルチレベルセル（eMLC）チップとMLC NANDチップを強化しており、これに伴ってGバイト当たりの価格がさらに低下した。また、3D NANDがフラッシュSSDで採用されることで、今後Gバイト当たりの取得コストが再び大きく下がるとみられる。

　これは、SSDとHDDとの比較において何を意味するのだろうか。実際、高性能な1万5000rpmや1万rpmのHDDは市場から消えつつある。SSDとHDDの取得価格が同レベルになったのに対し、運用コストはSDDの方がずっと低い。米IBMは最近、「SSDは同等の高性能HDDよりも取得価格が11％低く、TCO（総所有コスト）は28％低い」との見解を明らかにした。

　SSDが高性能HDDを市場の片隅に追いやる一方で、大容量で性能の劣る（7200rpm）HDDは、アクティブアーカイブ、バックアップ、オンライン解析処理、ビッグデータ／ビッグデータ処理、コンプライアンスなどの二次的ストレージ用途で人気が高まっている。こうした用途でフラッシュベースのSSDはHDDに対抗できるのだろうか。多くのIT専門家は「それは難しい」と答えるだろう。その通りかもしれない。

　現在、市場に出回っているHDDの最大容量は8Tバイトで、フォームファクターは3.5インチだ。一方、2015年夏に出荷されたリードオプティマイズド（読み出し最適化）型SSDの最大容量も8Tバイトで、フォームファクターは2.5インチ。取得コストで比較すれば、HDDの方が10倍有利である。だが、消費電力、冷却、ラックスペース、フロアスペース、重量、保守性などに関してはSSDに優位性がある。さらに重複排除と圧縮技術をSSDで利用した場合、TCOのコストカーブはSSD優位側に大きくシフトする（※）つまり「SSDはHDDよりもはるかにコストが高い」というのは間違いだ。「HDDよりもコストが高いのか」という問いに対する答えは、HDDよりも高い場合もあれば、低い場合もあるということだ。

誤解その4：ハイパーコンバージドシステムはオールフラッシュにできない

　この誤解は、初期のハイパーコンバージドシステムがオールフラッシュSSD構成をサポートしなかったことに起因する（コンバージド：垂直統合型）。だが「VMware vSphere」と「VMware Virtual SAN（VSAN）2.0」のリリースで事情が変わった。米VMwareの最新のソフトウェアをベースとしたハイパーコンバージドインフラは、オールフラッシュSSD構成をサポートする。実際、米Dellは現在、オールフラッシュ型ハイパーコンバージドシステムを販売している。

誤解その5：フラッシュSSDはHDDより高速である

　「SSDはHDDよりも高速なのか」とITプロフェッショナルに質問すれば、大抵は「そうだ」という答えが返ってくるだろう。確かにSSDは、大多数のユースケースにおいてHDDよりも高速だ。だが特殊な状況においては、これが当てはまらないことがある。SSDはほとんど全ての場合において、HDDよりも低い遅延で高いランダムIOPSを提供する。ただし、フラッシュへの書き込み寿命が近づいている場合は例外だ。SSDはHDDよりも高速だという主張が当てはまらないケースはもう1つある。HDDが得意とするシーケンシャル読み出し／書き込みである。この処理に関してはSSDとHDDの性能差はごくわずかだ。

　ＳＳＤがとびぬけて　高速でないと　意外な実態に　驚きました
　でも　故障率は少ないだろうと　考えるしかないか