記憶域スペース ダイレクト用のドライブの選択Choosing drives for Storage Spaces Direct

適用対象:Windows 2019、Windows Server 2016Applies to: Windows 2019, Windows Server 2016

このトピックでは、パフォーマンスや容量の要件を満たすように記憶域スペース ダイレクトでドライブを選ぶ方法のガイダンスについて説明します。This topic provides guidance on how to choose drives for Storage Spaces Direct to meet your performance and capacity requirements.

ドライブの種類Drive types

現在、記憶域スペース ダイレクトは、次の 3 種類のドライブで動作します。Storage Spaces Direct currently works with three types of drives:

NVMe (Non-Volatile Memory Express) は、PCIe バスに直接取り付けられるソリッドステート ドライブです。 NVMe (Non-Volatile Memory Express) refers to solid-state drives that sit directly on the PCIe bus. 一般的なフォーム ファクターは、2.5" U.2、PCIe アドイン カード (AIC)、および M.2 です。Common form factors are 2.5" U.2, PCIe Add-In-Card (AIC), and M.2. NVMe は、現在サポートされている他の種類のドライブと比較すると、より短い待機時間で、より高い IOPS と IO スループットを実現します。NVMe offers higher IOPS and IO throughput with lower latency than any other type of drive we support today.
SSD は、従来の SATA または SAS 経由で接続されるソリッドステート ドライブです。 SSD refers to solid-state drives which connect via conventional SATA or SAS.
HDD は、膨大な記憶域容量を提供する、回転式の磁気ハード ディスク ドライブです。 HDD refers to rotational, magnetic hard disk drives which offer vast storage capacity.

組み込みのキャッシュBuilt-in cache

記憶域スペース ダイレクトには、組み込みのサーバー側キャッシュが装備されています。Storage Spaces Direct features a built-in server-side cache. これは、大規模で永続的なリアルタイムの読み取りおよび書き込みキャッシュです。It is a large, persistent, real-time read and write cache. 複数の種類のドライブが存在する展開では、"最速" の種類のすべてのドライブを自動的に使うように構成されます。In deployments with multiple types of drives, it is configured automatically to use all drives of the "fastest" type. 残りのドライブはデータ格納用に使われます。The remaining drives are used for capacity.

詳しくは、「記憶域スペース ダイレクトのキャッシュについて」をご覧ください。For more information, check out Understanding the cache in Storage Spaces Direct.

オプション 1 – パフォーマンスを最大化するOption 1 – Maximizing performance

データに対するランダムな読み取りや書き込みで一定した予測可能なサブミリ秒の待機時間を実現する場合、または非常に高い IOPS (弊社では 600 万を超える IOPS を記録) や IO スループット (弊社では 1 秒あたり 1 TB を超える IO スループットを記録) を実現する場合に、"オールフラッシュ" を採用してください。To achieve predictable and uniform sub-millisecond latency across random reads and writes to any data, or to achieve extremely high IOPS (we've done over six million!) or IO throughput (we've done over 1 Tb/s!), you should go "all-flash".

この展開を行うには、現在 3 つの方法があります。There are currently three ways to do so:

利用可能なオールフラッシュ展開

  1. すべての NVMe。All NVMe. すべて NVMe の展開を使用すると、優れたパフォーマンスが実現され、予測可能な待機時間が最も短くなります。Using all NVMe provides unmatched performance, including the most predictable low latency. すべてのドライブが同じモデルである場合、キャッシュはありません。If all your drives are the same model, there is no cache. 耐久性が高い NVMe モデルと耐久性が低い NVMe モデルを組み合わせ、耐久性が高い NVMe モデルを、耐久性が低い NVMe モデルに対する書き込みをキャッシュするように構成することもできます (セットアップが必要です)。You can also mix higher-endurance and lower-endurance NVMe models, and configure the former to cache writes for the latter (requires set-up).

  2. NVMe + SSD。NVMe + SSD. NVMe を SSD と共に使用すると、NVMe は SSD への書き込みを自動的にキャッシュします。Using NVMe together with SSDs, the NVMe will automatically cache writes to the SSDs. これにより、書き込みをキャッシュにまとめ、必要な場合にのみステージングを解除して、SSD の摩耗を減らすことができます。This allows writes to coalesce in cache and be de-staged only as needed, to reduce wear on the SSDs. この展開には NVMe と同様な書き込み特性があり、読み取りは高速な SSD で直接処理されます。This provides NVMe-like write characteristics, while reads are served directly from the also-fast SSDs.

  3. すべての SSD。All SSD. すべて NVMe の展開と同様に、すべてのドライブが同じモデルである場合は、キャッシュはありません。As with All-NVMe, there is no cache if all your drives are the same model. 耐久性が高いモデルと耐久性が低いモデルを組み合わせた場合、耐久性が高い NVMe モデルを、耐久性が低い NVMe モデルに対する書き込みをキャッシュするように構成することができます (セットアップが必要です)。If you mix higher-endurance and lower-endurance models, you can configure the former to cache writes for the latter (requires set-up).

    注意

    すべて NVMe の展開やすべて SSD の展開にはキャッシュがありませんが、その利点は、使用可能な記憶域容量をすべてのドライブから取得できることです。An advantage to using all-NVMe or all-SSD with no cache is that you get usable storage capacity from every drive. キャッシュで "消費される" 容量がないため、場合によっては、小規模な環境に適しています。There is no capacity "spent" on caching, which may be appealing at smaller scale.

オプション 2 – パフォーマンスと容量のバランスを取るOption 2 – Balancing performance and capacity

さまざまなアプリケーションやワークロードを利用している環境では、厳密なパフォーマンス要件がある場合と、膨大な記憶域容量が必要になる場合があるため、大容量の HDD のキャッシュに NVMe または SSD を使う "ハイブリッド" を採用してください。For environments with a variety of applications and workloads, some with stringent performance requirements and others requiring considerable storage capacity, you should go "hybrid" with either NVMe or SSDs caching for larger HDDs.

Hybrid-Deployment-Possibilities

  1. NVMe + HDDNVMe + HDD. NVMe ドライブによって、読み取りと書き込みの両方がキャッシュされ、読み取りと書き込みの速度が上がります。The NVMe drives will accelerate reads and writes by caching both. 読み取りをキャッシュすることで、HDD では書き込みが重視されます。Caching reads allows the HDDs to focus on writes. 書き込みをキャッシュすると、バーストが吸収されます。また、HDD の IOPS や IO スループットを最大化するために人為的にシリアル化された方法で書き込みをキャッシュにまとめ、必要な場合にのみステージングを解除することができます。Caching writes absorbs bursts and allows writes to coalesce and be de-staged only as needed, in an artificially serialized manner that maximizes HDD IOPS and IO throughput. この展開には NVMe と同様な書き込み特性があります。また、頻繁に読み取られるデータや最近読み取られたデータに対しては、NVMe と同様な読み取り特性による効果が発揮されます。This provides NVMe-like write characteristics, and for frequently or recently read data, NVMe-like read characteristics too.

  2. SSD + HDDSSD + HDD. 上記と同様に、SSD によって、読み取りと書き込みの両方がキャッシュされ、読み取りと書き込みの速度が上がります。Similar to the above, the SSDs will accelerate reads and writes by caching both. この展開には SSD と同様な書き込み特性があります。また、頻繁に読み取られるデータや最近読み取られたデータに対しては、SSD と同様な読み取り特性による効果が発揮されます。This provides SSD-like write characteristics, and SSD-like read characteristics for frequently or recently read data.

    上記の展開のほかに、3 種類すべてのドライブを使用するという、特殊な方法があります。There is one additional, rather exotic option: to use drives of all three types.

  3. NVMe + SSD + HDD。NVMe + SSD + HDD. 3 種類すべてのドライブを使用します。NVMe ドライブは SSD と HDD の両方のキャッシュを行います。With drives of all three types, the NVMe drives cache for both the SSDs and HDDs. この展開の特徴は、SSD 上のボリュームと HDD 上のボリュームを同じクラスター内で並列に作成できることです。また、これらすべてのボリュームは NVMe によって高速化されます。The appeal is that you can create volumes on the SSDs, and volumes on the HDDs, side-by-side in the same cluster, all accelerated by NVMe. この場合、SSD 上のボリュームは "オールフラッシュ" 展開と完全に同じであり、HDD 上のボリュームは上で説明した "ハイブリッド" 展開と完全に同じです。The former are exactly as in an "all-flash" deployment, and the latter are exactly as in the "hybrid" deployments described above. これは概念的には、ほとんどが独立して機能する容量管理や、障害と修復のサイクルなどを備えた 2 つプールの使うようなものです。This is conceptually like having two pools, with largely independent capacity management, failure and repair cycles, and so on.

    重要

    SSD 階層を使って、パフォーマンスを最も重視するワークロードをオールフラッシュに配置することをお勧めします。We recommend using the SSD tier to place your most performance-sensitive workloads on all-flash.

オプション 3 – 容量を最大化するOption 3 – Maximizing capacity

アーカイブ、バックアップ対象、データ ウェアハウス、"コールド" ストレージなど、膨大な容量が必要で書き込み頻度が高くないワークロードでは、キャッシュ用のいくつかの SSD とデータ格納用の大容量 HDD を組み合わせてください。For workloads which require vast capacity and write infrequently, such as archival, backup targets, data warehouses or "cold" storage, you should combine a few SSDs for caching with many larger HDDs for capacity.

容量を最大化するための展開オプション

  1. SSD + HDDSSD + HDD. SSD が読み取りと書き込みをキャッシュし、バーストが吸収され、SSD と同様の書き込みパフォーマンスが実現されます。また、HDD に対するステージング解除が後で最適化されます。The SSDs will cache reads and writes, to absorb bursts and provide SSD-like write performance, with optimized de-staging later to the HDDs.

重要

Hdd のみを使用した構成はサポートされていません。Configuration with HDDs only is not supported. 高耐久性な Ssd キャッシュを低耐久性の Ssd にキャッシュすることはお勧めしません。High endurance SSDs caching to low endurance SSDs is not advised.

サイズ設定に関する考慮事項Sizing considerations

キャッシュCache

すべてのサーバーには、少なくとも 2 台のキャッシュ ドライブ (冗長性を確保するために必要な最小台数) が必要です。Every server must have at least two cache drives (the minimum required for redundancy). データ格納用ドライブの数は、キャッシュ ドライブの数の倍数にすることをお勧めします。We recommend making the number of capacity drives a multiple of the number of cache drives. たとえば、4 台のキャッシュ ドライブがある場合は、容量ドライブが 7 台や 9 台ではなく 8 台 (1:2 の比率) の場合に、より一貫したパフォーマンスが得られます。For example, if you have 4 cache drives, you will experience more consistent performance with 8 capacity drives (1:2 ratio) than with 7 or 9.

キャッシュは、アプリケーションとワークロードのワーキングセット (つまり、特定の時点でアクティブに読み取りおよび書き込みを行っているすべてのデータ) に合わせてサイズ設定する必要があります。The cache should be sized to accommodate the working set of your applications and workloads, i.e. all the data they are actively reading and writing at any given time. キャッシュのサイズについては、それ以外の要件はありません。There is no cache size requirement beyond that. Hdd を使用した展開では、1台のサーバーの容量が 10% になります。たとえば、各サーバーに4× 4 TB HDD = 16 TB の容量がある場合は、サーバーあたり 2 x 800 GB SSD = 1.6 TB のキャッシュが必要です。For deployments with HDDs, a fair starting place is 10% of capacity – for example, if each server has 4 x 4 TB HDD = 16 TB of capacity, then 2 x 800 GB SSD = 1.6 TB of cache per server. すべてのフラッシュデプロイ (特に非常に耐久性の高いssd) では、容量の 5% に近い状態にすることができます。たとえば、各サーバーに 24 x 1.2 tb SSD = 28.8 TB の容量がある場合は、サーバーあたり 2 x 750 GB NVMe = 1.5 tb のキャッシュを使用します。For all-flash deployments, especially with very high endurance SSDs, it may be fair to start closer to 5% of capacity – for example, if each server has 24 x 1.2 TB SSD = 28.8 TB of capacity, then 2 x 750 GB NVMe = 1.5 TB of cache per server. キャッシュ ドライブは、いつでも追加または取り外して、後で調整することができます。You can always add or remove cache drives later to adjust.

全般General

サーバーごとのストレージ容量の合計を約400テラバイト (TB) に制限することをお勧めします。We recommend limiting the total storage capacity per server to approximately 400 terabytes (TB). サーバーごとの記憶域容量がこれよりも多くなると、ソフトウェア更新プログラムを適用する場合など、ダウンタイムや再起動の後でデータを再同期する際に必要となる時間が長くなります。The more storage capacity per server, the longer the time required to resync data after downtime or rebooting, such when applying software updates. 記憶域プールあたりの現在の最大サイズは、Windows Server 2019 の場合は4ペタバイト (PB) (4000 TB)、Windows Server 2016 の場合は1ペタバイトです。The current maximum size per storage pool is 4 petabyte (PB) (4,000 TB) for Windows Server 2019, or 1 petabyte for Windows Server 2016.

関連項目See also