第28回「試してみましょう、DB on Flash Storageの効果」(2013/08/29 on しすなま!)

© 2013 IBM CorporationSmarter Computing
『しすなま！第28回』
「試してみましょう、DB on Flash Storageの効果」

© 2013 IBM Corporation
IBM System x / BladeCenter : Smarter Computing
本日のパネリスト
井深祐輝（Yuki Ibuka)
System xテクニカルセールス
早川哲郎（Tetsuro Hayakawa）
System xエバンジェリスト
2

井深祐輝とは？
3

今日のお題
DB on FlashStorageの効果を測る
生放送中にベンチマークやっちゃうぞ！
4

なぜDB on FlashStorageなのか？
5

データベースで困っていること
データベースの肥大化による
パフォーマンス課題
最近データベース
がどんどん遅くなっ
てきた。。。orz
バックアップが時間
内に終わらない。。
6

アプリケーション修正での
性能向上が困難
パッケージベン
ダー任せだからわ
からない。。。
アプリ修正のコスト
が。。。
7

ビッグデータ分析などの要望
リアルタイムな分
析ができない。。。
たまっているデータ
を分析するといい
ことあるかも!!
8

結果として
データベースの多くの問題は
性能にかかわる問題
最新のハードウェアで解決できる問題
9

データベースサーバーの性能はどこで決まるの？
データベースサーバーの性能を決める要素は、ハードウェアとしては、プロセッ
サー・メモリー・ディスクに分かれます。
プロセッサー
x86プロセッサーテクノロジーの進化により、高速化が進んでいます。これはSQLの解析
処理の高速化に貢献しています。
マルチコア化により、SQLの並列処理や、マルチユーザーからのSQL処理能力の向上
に貢献しています。
メモリー
メモリーサイズが大きくなることで、多くのデータをメモリー内にキャッシュすることが可能
となります。
サーバーに搭載可能なメモリー量には限界があるためすべてのデータをメモリー上に配
置することは困難です。
ディスク
データベースサーバーの一番のボトルネック要因はディスク装置となります。ディスク装
置を高速にするための既存のアプローチはディスク本数を増やす、高価なストレージ装
置に変更などのやり方をとっています。
あるいは、データ圧縮・索引のチューニングなどによるソフトウェア的なアプローチも行わ
れます。
ディスク装置が高速になることで、データベースサーバーの性能を飛躍的に上げること
ができます。
10

ディスクの性能を早くするためには？
ハードディスク ※1 フラッシュメモリー
※2
比率
読み取り平均時間 3.4ms=3400μs 47μs 72倍
書き込み平均時間 3.9ms=3900μs 15μs 260倍
フラッシュテクノロジーを活用することで
ハードウェアのレベルでI/Oを高速にできる！
※１ http://www.seagate.com/jp/ja/internal-hard-drives/enterprise-hard-drives/hdd/cheetah-15k/のデータ
※２ https://www.fusionio.com/products/iodrive2/のデータ
11

DB on FlashStorageって何がいいのか？
データベースサーバーの記憶域としてフラッシュメモリーを活用す
ることで、RDBでボトルネックになることが多いディスクI/Oを高速
化します。
サーバーで使用できるフラッシュメモリーは多くの種類があります
が、それぞれ特性が異なります。必要に応じたものを選択するこ
とで、多くの用途で提案することが可能です。
SSDを使用するケース PCIe型を使用するケース
外部フラッシュストレージを使
用するケース
12

DB on FlashStorageでどれくらい速くなるのか？
いままでの経験では大体5-10倍程度。
実行する負荷によっても異なる。
速くならないケースもある。（後述）
13

14

マシン環境
System x3750 M4
CPU: Intel Xeon E5-4650 2.7GHz 8core ×4
Memory: 480GB15
HDD 300GB ×8
RAID 5
SAS 6Gb/s 15Krpm
Hドライブ
IBM ServeRAID M5110
HDD 300GB×3 RAID 5
Cドライブ
Windows Server 2012
IBM High IOPS アダプター(ioDrive 2) 785GB
Fドライブ

ベンチマークの流れ
16
負荷生成サーバーDBサーバー
①tpccスキーマ
の生成（済）
②ユーザーの
生成
③RUN!!

17

ioDrive2 vs HDD RAID 5
18
tpm
vuser
IBMの一環境での結果です。
IBMはこの結果を保証するわけではありません。

どういうフラッシュを使えばよいのか？
19

IBMが提供できるフラッシュソリューションのパターン -1
サーバーサイドフラッシュ (サーバー内に内蔵
できる)
SSD
ハードディスクの代替として、記憶素子をフラッシュ
メモリーに変更したもの
SSD内にコントローラを持ち、ハードディスクとの互
換性が高いため、OSブートに使用できる
HDDの接続と同じなので、ソフトウェアスタック、コ
ントローラでのオーバーヘッドが発生
GBあたりのコスト安
PCIe型
サーバーのPCIeバスに直結した形のデバイス、2
つのタイプに分かれる
• HIGH IOPS MLCアダプター
既存のHDDとの互換性にこだわらないため、OSブートに
は使用できない
レイテンシーが低く、性能が高い
• HIGH IOPS モジュラーアダプター
RAIDコントローラーとSSDをPCIeアダプター内に搭載し
たもの、互換性高く、OSブート使用可能
SAS HBA
or
SAS RAID
SAS
Driver
OS
SSD SSD SSD
SAS or SATA Protocol
SSD Controller SSD Controller SSD Controller
RAID Controller
HIGH IOPS
Adapter
独自
Driver
OS
ASIC
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
HIGH IOPS MLCアダプターの例
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
チップレベルでのRAID保護
SSDレベルでのRAID保護
20

IBMが提供できるフラッシュソリューションのパターン - 2
SAN/NASストレージ+SSD
SSD
サーバー内蔵型SSDと同じく、ハードディスクの代
替としてSSDを使用する
ソフトウェアスタック、コントローラでのオーバーヘッ
ド
フラッシュストレージと比べ安価に構成可能
ストレージコントローラの持つスナップショットなど
の各種機能を利用可能
フラッシュストレージ
FlashSystem
フラッシュチップを直接Flash Controllerが制御す
るため、高い性能を持つ
チップレベル、モジュールレベルでの可用性を持つ
ため、高い信頼性
複数のサーバーから共有可能なFC、Infiniband接
続を持つ
Storage
Controller
FC/iSCSI
Driver
OS
SSD SSD SSD
SAS or SATA Protocol
SSD Controller SSD Controller SSD Controller
RAID Controller
Flash
Controller
ASIC
チップレベルRAID保護
SSDレベルでのRAID保護
FC / iSCSI Protocol
FC/iSCSI
HBA
FC/iSCSI Controller
FC/IB
Driver
OS
FC/IB
HBA
FC/IB Controller
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
Chip
Flash
ChipモジュールレベルRAID保護
FC / IB Protocol
21

でどれがいいのか？
必要な性能と必要な容量に応じて選択！
サーバー内蔵できるのは10TB程度までが限界！
内蔵タイプは、フラッシュデバイス数によって性能はスケー
ル
必要な機能に応じて選択！
HA構成は必須？
過去のOSを使いたい？
スナップショットなどの便利機能を使いたい？
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高速化に向かないケース
高速化すると別の問題が発生する？
1. メモリー内で処理が完結されている
2. シングルスレッド処理が多い
3. アプリケーションでの処理が多い
そもそもディスクがボトルネックになっている？
1. ロックが発生して性能アップできない
2. プロセッサーが足りない
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まとめ
フラッシュテクノロジーを活用することで、データベース
サーバーの性能を大きく・簡単に伸ばしていくことが可能
です。
データベースを高速化することで、以下のような悩みを一
挙に解決することができます。
アプリケーションのレスポンスが悪い
バッチ処理が時間内に終わらなくなってきた
データベースの専門家が居ないのでチューニングを施せない
分散した多数のRDBサーバーを統合したい
会社の経営状態を分析して、ビジネスに役立てたい
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次回しすなま!第29回のご案内
【日時】
2013年9月26日(木) 18:00-19:30 (約90分)
【テーマ】
vExpertによる座談会
【出演】
パネラー：
社外・社内より、3名のvExpertの方に、ご出演いただきます。
ナビゲーター：
東根作成英
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ご清聴ありがとうございました

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