ピーター・ヴェリキン（ VeloBit, Inc.オンラインマーケティング担当副社長）
多くの IT 管理者は、既存のシステムに SSD を追加して IO 速度とアプリケーションのパフォーマンスを向上させる利点 (低電力、高 IO 帯域幅、低遅延) について聞いてきました。また、高コスト、デバイスの磨耗、データ組織の混乱など、SSD の追加に関連するいくつかの問題についても聞いています。それでも、SSD は存在し続けており、ベンダーと製品のリストは日に日に増大しています。 SSD の利点を活用する最も簡単な方法は、SSD をキャッシュとして導入することです。ただし、簡単そうに見えることを行うだけでも、この貴重なリソースが無駄になる可能性があります。 SSD キャッシュ ソフトウェアの概念を導入します。 SSD キャッシュ ソフトウェアを使用して SSD へのデータ フローをシームレスに管理し、この高価なテクノロジーの ROI を最大化します。
そもそもなぜアプリケーション データをキャッシュするのでしょうか?
簡単に言えば、キャッシュはデータへのアクセスを高速化するために使用されます。キャッシュは、将来のデータ要求をより速く処理できるように、データを透過的に保存するためにプライマリ デバイスの前に配置されるコンポーネントです。データがプライマリ デバイスとの間でキャッシュを通過する際、データの一部が選択的にキャッシュに保存されます。後でアプリケーションまたはプロセスがキャッシュに格納されているデータにアクセスするとき (キャッシュ ヒット)、そのリクエストは低速なデバイスからよりもキャッシュからより速く処理できます。キャッシュから処理できるリクエストが増えるほど、システム全体のパフォーマンスが速くなります。
キャッシュのコストとパフォーマンスにはトレードオフがあります。キャッシュが大きいほどキャッシュ ヒット率が高くなり、パフォーマンスが向上します。残念ながら、キャッシュに使用されるハードウェアは一般に、プライマリ デバイスに使用されるハードウェアよりも高価です。キャッシュの設計は、サイズとパフォーマンスの間のトレードオフです。
SSD をキャッシュとして使用する理由は何ですか?
前述したように、SSD には、キャッシュ ソリューションの選択として使用するのに最適ないくつかの機能があります。 SSD は驚異的な IO 速度を備えていますが、これがそもそもデータをキャッシュする主な目的です。 SSD をプライマリ ストレージ デバイスとして使用すると費用がかかり、ほとんどのアプリケーションは SSD を念頭に置いて作成されていないため、既存のシステムに SSD をインストールするだけでは課題が生じます。データ階層化ソフトウェアはこのような問題を解決するはずでしたが、結局はさらなる問題と出費を引き起こすだけでした。したがって、SSD に投資する場合は、シンプルにして SSD をキャッシュとして導入してください。
SSD をキャッシュとして使用する場合に難しいことは何ですか?
さて、記事をここまで理解できたなら、真実を扱うことができます。 SSD は完璧ではありません。これらには、その製造に使用されるフラッシュ メモリの物理学に関連する問題があります。まず、SSD の読み取り/書き込みパフォーマンスは非対称です。読み取り操作は書き込み操作よりもはるかに高速です。もちろん、いつかは書き込む必要がありますが、書き込みは慎重に管理する必要があります。次に、SSD は消耗します。フラッシュ メモリ チップにセル障害が発生するまでに、SSD への書き込みサイクルの回数には制限があります。したがって、SSD への書き込みは慎重に管理する必要があります。 3 番目に、SSD は「書き込み増幅」と呼ばれる現象を示します。これは基本的に、SSD への 1 回の書き込みが新しい書き込みに代わるために SSD 上でデータが再編成されるため、何度も再書き込みが行われる可能性があることを意味します。これによりパフォーマンスが低下し、SSD の寿命が短くなります。もう一度言います。SSD への書き込みは慎重に管理する必要があります。
SSDへの「書き込みを慎重に管理する」方法
キャッシュとして SSD を導入するのは良いことです。 SSDへの無制限の書き込みはダメです。これについて何ができるでしょうか?ビジネス 101 は、SSD キャッシング ソフトウェア業界の発展という答えを提供しました。賢い人々は SSD の長所を理解し、(ご想像のとおり) SSD へのデータの書き込みを慎重に管理するソフトウェアを開発することで短所を最小限に抑える方法を考え出しました。 SSD キャッシュ ソフトウェアには XNUMX つの主な目的があります。
- SSDキャッシュを透過的に管理するため、アプリケーションソフトウェアを変更する必要がありません。
- どのデータが SSD に保存するのに適しているか、またどのデータをプライマリ ストレージに送信するかを決定します。
- SSD へのデータの書き込みを最小限に抑え、書き込み増幅を低減します。
一般的なタイプの SSD キャッシュ
SSD キャッシュのサイズは通常、データ セット全体の一部にすぎないため、すべてのアプリケーション データがキャッシュに収まるわけではありません。キャッシュは、将来アクセスされる可能性が最も高いデータを保持する場合に最も効果的です。キャッシュ アルゴリズム設計の目標は、どのデータがアクセスされるかを何らかの方法で「予測」し、データの最適なサブセットがキャッシュに保持されるようにすることです。将来のデータ アクセスを予測する能力が高ければ高いほど、キャッシュ ヒット率が高くなり、アプリケーションのパフォーマンスが向上します。
一般的な SSD キャッシュ アルゴリズムには次の 3 種類があります。
- 最近使用されたデータに基づいてデータを保存する時間的局所性キャッシュ
- 物理的な保管場所に基づいてデータを保管する空間的局所性キャッシュ
- 最も頻繁に使用および参照されるデータ ブロックを保存するコンテンツ ローカリティ キャッシュ
一部のキャッシュ アルゴリズムは汎用です。コンテンツの局所性キャッシュなどの新しいキャッシュ アルゴリズムは、SSD 向けに特別に設計されています。 SSD キャッシュ ソフトウェア ソリューションを選択するときは、キャッシュ アルゴリズムが SSD にキャッシュされるデータのパターンに適しているかどうか (キャッシュ ヒット率とパフォーマンスが向上するため)、およびキャッシュ ソフトウェアが SSD への書き込みを慎重に管理しているかどうかを調査する必要があります。 SSD (SSD のパフォーマンスと信頼性が向上します)。そしてもちろん、各ソリューションのパフォーマンスをベンチマークします。パフォーマンスを向上させるために SSD を導入しています。価格/パフォーマンスが優れているほど、ROI も高くなります。
ピーターはVeloBit, Inc.のオンラインマーケティング担当副社長であり、マーケティング全般を統括しています。彼は複数のハイテク業界で12年間、新規市場の開拓と製品の商業化に携わってきました。VeloBit入社以前は、eコマースおよびモバイルデバイス向けSaaS型デジタルコンテンツプラットフォームであるZmagsでマーケティング担当副社長を務め、マーケティング、製品管理、事業開発のあらゆる側面を統括していました。それ以前は、PTCおよびEMC Corporationで製品・市場戦略担当ディレクターを務め、製品管理、事業開発、エンジニアリングプログラム管理などの職務を歴任しました。ピーターはボストン大学で電気工学の修士号、ハーバード・ビジネス・スクールでMBAを取得しています。
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