StorageReviewを定期的にフォローしている方は、私たちがストレージハードウェアに力を入れていることをご存知でしょう。私たちのラボでは、コンシューマー向けSSDから大規模なエンタープライズシステムまで、あらゆる製品をテストしています。フラッシュストレージを利用する製品には、ベンチマークの前に必ず実行する、重要でありながら地味なステップがあります。それがプレコンディショニングです。
KIOXIA 7.68TB XD7P SSD
プレコンディショニングとは、ドライブを準備して、箱から出したばかりの新品の空のデバイスではなく、現実世界で想定される動作をさせるプロセスです。最新のSSDは、ガベージコレクション、ウェアレベリング、バックグラウンドトリミング、NANDブロック管理などのタスクを常に実行しています。これらのバックグラウンドプロセスが安定状態に達するまでは、パフォーマンスは一見良好に見える場合もあれば、大きく不安定に見える場合もあります。予期せぬ事態を回避し、持続的なパフォーマンスを測定するために、私たちは現実世界の状況を模倣したワークロードを用いてドライブをプレコンディショニングします。これは単にあれば便利なだけでなく、意味のあるベンチマークとSNIAソリッドステートストレージパフォーマンステスト仕様（PTS）への準拠に不可欠です。
大規模における前処理問題
この従来のアプローチは長年にわたりうまく機能してきましたが、SSDは変化しつつあります。かつてはデータセンターの領域だった128TB、256TB、そしてそれ以上の容量が、急速に新たな標準になりつつあります。こうした大容量ドライブは、AI、分析、ハイパースケールストレージの新たな可能性を切り開く一方で、時間という大きなボトルネックも生み出しています。
従来のプリコンディショニングは、この容量では非常に時間がかかります。128TBのSSDを実際に満たし、サイクルさせ、安定状態まで駆動させるには、144時間以上かかる場合があります。つまり、1つの「実際の」パフォーマンステストを開始する前に、ドライブ1台あたり6日間も連続して大量のI/O処理を実行する必要があるのです。
ハイパースケールの顧客にとって、遅延が発生するドライブ群は、すべてを遅くします。
- 製品評価
- 展開タイムライン
- ファームウェアと機能の検証
- 継続的な品質テストと回帰テスト
StorageReview では、最新の超大容量 SSD をテストする際に、レビュー サイクルに数日追加することになります。
Sprandomの登場：サンディスクの新たなアプローチ
このボトルネックを正面から解決するため、サンディスクは広く普及しているFlexible IO Tester（FIO）ツールへのオープンソースの貢献であるSprandomを導入しました。Sprandomは、長時間にわたる総当たり方式の書き込みサイクルや複数のパスに頼るのではなく、よりターゲットを絞ったアプローチを採用しています。
Sprandomは、SSDをほぼ最大速度で1回の書き込みで望ましい内部状態に導くよう設計された、計算された疑似ランダム書き込みパターンを使用します。つまり、単にドライブを埋めるだけでなく、インテリジェントに書き込みを行い、実際の使用状況で予想されるのと同じ内部状態（断片化、ガベージコレクション、メタデータの分散など）を作り出します。そのため、そこに到達するまでに何日もかかることはありません。
私たちのテストとサンディスクが公開した数字では、その影響は劇的です。
- 最大90%の時間短縮: 以前は 128 TB の SSD で 144 時間以上かかっていたプロセスが、今ではわずか 6 時間強で完了します。
- スループットの向上、待機時間の短縮: Sprandom は、高効率パターンを使用して SSD を最大書き込み速度近くまで駆動することで、数日かかる作業を通常の 1 日の仕事時間内に収まるものに変えます。
AIとデータ集約型ワークロードにとってこれが重要な理由
これは単なる「巧妙なエンジニアリングトリック」ではありません。高密度のフラッシュとAI規模のデータセットの世界に生きるすべての人にとって、意味のある変化です。
- AIのトレーニングと推論: ストレージには、予測可能で持続的なパフォーマンスが求められます。ドライブの準備が不十分だと、実際の運用環境では維持できないほど過大なパフォーマンスや不安定なパフォーマンスを示す可能性があります。
- データ集約型のワークロード 分析、ストリーミング、ログ処理、大規模バックアップなどのアプリケーションでは、システムのサイズを決定し、過剰プロビジョニングや不足プロビジョニングを回避するために、安定したパフォーマンス特性が必要です。
- 迅速な資格認定サイクル: これは標準になりつつあります。インフラストラクチャ チームには、事前調整のためにドライブごとにほぼ 1 週間を費やす余裕はありません。
Sprandom は、前処理時間を最大 90% 短縮することで、パイプライン全体が SSD 容量とワークロードの複雑さの急速な増加に対応できるように支援します。
サンディスクのSprandomの主な利点
Sandisk の Sprandom アプローチは、いくつかの重要な利点をもたらします。
- 時間を節約する： ドライブの事前コンディショニングが最大 90% 高速化され、数日かかる事前コンディショニング作業が数時間で完了します。
- 標準化されたアプローチ: NVMe、SAS、SATA SSD 全体で動作し、ラボ、ベンダー、企業が複数のカスタム スクリプトやプロセスを管理するのではなく、一貫した単一の方法論を採用できるようにします。
- 将来に備えて: 128TB、256TB、そしてより大容量のSSDを想定して設計されています。ドライブサイズが拡大し続けても、Sprandomはプリコンディショニング時間を制御不能にすることなく、それに合わせて拡張します。
- 業界統合: Sprandom は、主要なストレージ パフォーマンス テスト ツールである FIO と統合されているため、ドライブ ベンダー、ハイパースケーラー、OEM、および当社のような独立したテスト ラボで広く採用されるのに適しています。
数十年前のプロセスの稀有な再考
SSDのプリコンディショニングは、数十年にわたってほぼ変わっていません。つまり、大量のデータを書き込み、長時間待機してからテストを開始するというものです。Sprandomは、このプロセスにおける数年ぶりの大幅な改善の一つであり、まさにAIワークロード、高密度フラッシュ、ペタバイト規模のシステムが「従来型」テストの限界を超えつつあるまさに適切なタイミングで登場しました。
Sprandomは、より革新的でパターン主導型のプリコンディショニングアプローチを採用することで、テスト手法を最新のSSD設計と使用パターンに適合させるのに役立ちます。容量が桁違いに増加し、それに応じてツールも進化する必要があることを認識しています。
StorageReview にとって（そしてあなたにとって）これが何を意味するのか
StorageReview の観点から見ると、Sprandom は単なる賢い最適化ではありません。SSD テストに関するあらゆる作業の実用的なアクセラレータです。
- ドライブを使用可能なテスト状態にするために何日も費やす必要がないため、レビューをより早くお届けできます。
- ドライブの内部状態が定常状態をより正確に反映するため、より一貫性のある現実的なパフォーマンス データが得られます。
- より多くのドライブと構成、特に 100 TB 以上の大規模な SSD をテストできます。そうでなければ、1 週間に及ぶ事前調整ジョブでラボのスケジュールが詰まってしまいます。
全体像を見ると、Sprandom は、ストレージ業界にさらに必要なもの、つまり、単なるわずかな微調整ではなく、データ センター規模で実際の問題を解決するオープンで実用的なツールを示す好例です。
SSDの進化とワークロードの要求水準の高まりに伴い、プリコンディショニングは過去のものには留まることはできません。Sprandomの導入により、サンディスクはテストおよび認定パイプラインの基盤となるこの要素の近代化に向けて重要な一歩を踏み出しました。これは最終的に、ドライブベンダーから企業、レビュアー、そしてもちろん正確なパフォーマンスデータを必要とするエンドユーザーまで、あらゆる人々にメリットをもたらします。
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