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

適用先:Windows Server 2019、Windows Server 2016Applies to: Windows Server 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

記憶域スペース ダイレクトは現在、次の 4 種類のドライブで動作します。Storage Spaces Direct currently works with four types of drives:

Image of PMem (persistent memory) PMem とは永続メモリを意味します。これは、低待機時間かつ高パフォーマンスの新しい種類の記憶域です。 PMem refers to persistent memory, a new type of low latency, high performance storage.
Image of NVMe (Non-Volatile Memory Express) NVMe (Non-Volatile Memory Express) とは、PCIe バスに直接接続されたソリッドステート ドライブを指します。 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 インチU.2、PCIe Add-In-Card (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、永続メモリを除き、現在サポートされている他の種類のドライブよりも高い IOPS と IO スループットを提供します。NVMe offers higher IOPS and IO throughput with lower latency than any other type of drive we support today except persistent memory.
Image of SSD drive SSDは、従来の SATA または SAS 経由で接続するソリッドステートドライブを指します。 SSD refers to solid-state drives which connect via conventional SATA or SAS.
Image of HDD Hddは、大量の記憶域容量を提供する、磁気ハードディスクドライブの回転を指します。 HDD refers to rotational, magnetic hard disk drives which offer vast storage capacity.

ビルトイン キャッシュBuilt-in cache

記憶域スペース ダイレクトは、組み込みのサーバー側キャッシュを特徴とします。Storage Spaces Direct features a built-in server-side cache. これは、大容量で永続的な、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を使用するデプロイでは、"最速" の種類のすべてのドライブを使用するように自動的に構成されます。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、キャパシティとして使用されます。The remaining drives are used for capacity.

詳細については、「記憶域スペース ダイレクトのキャッシュについて」を参照してください。For more information, check out Understanding the cache in Storage Spaces Direct.

オプション 1 – パフォーマンスの最大化Option 1 – Maximizing performance

任意のデータに対するランダムな読み取りと書き込みの間で予測可能で統一されたサブミリ秒の待機時間を実現したり、非常に高い IOPS ( 600万! 以上) または IO スループット ( 1 Tb/秒を超えて完了) を実現したりするには、"すべてのフラッシュ" を行う必要があります。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".

これを行うには、現在次の 3 つの方法があります。There are currently three ways to do so:

All-Flash-Deployment-Possibilities

  1. NVMe のみ。All NVMe. NVMe のみを使用すると、最も予測可能な低待機時間を含む、比類のないパフォーマンスが得られます。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の場合、キャッシュはありません。If all your drives are the same model, there is no cache. 耐久性の高い NVMe モデルと耐久性の低い NVMe モデルを混在させ、後者に対する書き込みをキャッシュするように前者を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 とともに使用すると、NVMe によって SSD への書き込みが自動的にキャッシュされます。Using NVMe together with SSDs, the NVMe will automatically cache writes to the SSDs. これにより、書き込みがキャッシュ内で結合され、必要に応じてのみデステージングされるため、SSD の消耗が軽減されます。This allows writes to coalesce in cache and be de-staged only as needed, to reduce wear on the SSDs. これにより、 NVMe に似た書き込み特性が得られる一方で、読み取りは同じく高速な SSD から直接提供されます。This provides NVMe-like write characteristics, while reads are served directly from the also-fast SSDs.

  3. SSD のみ。All SSD. NVMe のみの場合と同様に、すべてのドライブが同じモデルの場合、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. 耐久性の高いモデルと耐久性の低いモデルを混在させる場合は、後者に対する書き込みをキャッシュするように前者を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

    キャッシュなしで NVMe のみまたは SSD のみを使用する利点は、すべてのドライブから使用可能なストレージ容量を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. キャッシュに "費やされる" 容量がないため、小規模のスケールで有用である場合があります。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があり、パフォーマンス要件が厳しい環境や、非常に多くのストレージ容量を必要とする環境では、大容量の HDD に対して NVMe または SSD キャッシュを使用して "ハイブリッド" にする必要があります。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 ドライブは、読み取りと書き込みをキャッシュすることによって、その両方を高速化します。The NVMe drives will accelerate reads and writes by caching both. 読み取りのキャッシュにより、HDD は書き込みに集中することができます。Caching reads allows the HDDs to focus on writes. 書き込みのキャッシュは、バーストを吸収し、必要な場合にのみ書き込みの結合とデステージングを可能にします。これは、HDD IOPS と IO スループットを最大化する、人為的にシリアル化された方法で行われます。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. これにより、NVMe に似た書き込み特性が得られ、頻繁にまたは最近読み取られたデータに対して、NVMe に似た読み取り特性も得られます。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 は、読み取りと書き込みをキャッシュすることによって、その両方を高速化します。Similar to the above, the SSDs will accelerate reads and writes by caching both. これにより、SSD に似た書き込み特性と、頻繁にまたは最近読み取られたデータに対して、SSD に似た読み取り特性が得られます。This provides SSD-like write characteristics, and SSD-like read characteristics for frequently or recently read data.

    "3 つすべて" の種類のドライブ使用するという、もう 1 つ別の特殊なオプションがあります。There is one additional, rather exotic option: to use drives of all three types.

  3. NVMe + SSD + HDD。NVMe + SSD + HDD. 3 つすべての種類のドライブを使用する場合は、NVMe ドライブで SSD とHDD の両方に対してキャッシュが提供されます。With drives of all three types, the NVMe drives cache for both the SSDs and HDDs. ここでの魅力的な点は、SSD 上にボリュームを作成し、HDD 上にボリュームを作成し、それらを同じクラスター内に並置して、すべて NVMe によって高速化できることです。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. 前者は "オール フラッシュ" デプロイとまったく同じであり、後者は上記の "ハイブリッド" デプロイとまったく同じです。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、大部分が独立した容量管理、障害および修復サイクルなどを備えた 2 つのプールを持つようなものです。This is conceptually like having two pools, with largely independent capacity management, failure and repair cycles, and so on.

    重要

    SSD 階層を使用して、最もパフォーマンス要件の厳しい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 – 容量の最大化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デプロイ オプション

  1. SSD + HDDSSD + HDD. SSD は、読み取りと書き込みをキャッシュしてバーストを吸収し、SSD に似た書き込みパフォーマンスを提供し、後で HDD に対する最適化されたデステージングを行います。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. 耐久性の低い SSD に対する耐久性の高い SSD のキャッシュはお勧めしません。High endurance SSDs caching to low endurance SSDs is not advised.

サイズに関する考慮事項Sizing considerations

キャッシュCache

各サーバーには、少なくとも 2 つのキャッシュ ドライブ (冗長性のために必要な最小値) が必要です。Every server must have at least two cache drives (the minimum required for redundancy). 容量ドライブの数は、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、7 台や 9 台よりも 8 台の容量ドライブ (1:2 の比率) を使用した方がより一貫性のあるパフォーマンスを得ることができます。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. それを超えるキャッシュ サイズ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、後でいつでも追加または削除して調整できます。You can always add or remove cache drives later to adjust.

全般General

サーバーあたりの合計ストレージ容量は、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). サーバーあたりのストレージ容量が大きいほど、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後のデータの再同期に必要な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.

その他の参照情報Additional References