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『しすなま！第28回』

「試してみましょう、DB on Flash Storageの効果 」

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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

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井深祐輝とは？

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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！

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なぜDB on FlashStorageなのか？

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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

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。。

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データベースで困っていること

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。。。

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データベースで困っていること

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!!

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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

新のハードウェアで解決できる問題

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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。

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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

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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

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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）

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マシン環境

System x3750 M4CPU: Intel Xeon E5-4650 2.7GHz 8core ×4Memory: 480GB15

HDD 300GB ×8 RAID 5SAS 6Gb/s 15KrpmHドライブIBM ServeRAID M5110

HDD 300GB×3 RAID 5Cドライブ

Windows Server 2012

IBM High IOPS アダプター(ioDrive 2) 785GB Fドライブ

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ベンチマークの流れ

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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!!

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ioDrive2 vs HDD RAID 5

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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。

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どういうフラッシュを使えばよいのか？

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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 HBAor

SAS RAID

SASDriverOS

SSD SSD SSD

SAS or SATA Protocol

SSD Controller SSD Controller SSD Controller

RAID Controller

HIGH IOPSAdapter

独自DriverOS

ASIC

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

HIGH IOPS MLCアダプターの例

FlashChip

FlashChip

FlashChip

チップレベルでのRAID保護

SSDレベルでのRAID保護

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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+SSDSSD

­ 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

StorageController

FC/iSCSIDriverOS

SSD SSD SSD

SAS or SATA Protocol

SSD Controller SSD Controller SSD ControllerRAID Controller

FlashController

ASIC

チップレベルRAID保護

SSDレベルでのRAID保護

FC / iSCSI Protocol

FC/iSCSIHBA

FC/iSCSI Controller

FC/IBDriverOS FC/IB

HBAFC/IB Controller

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChip

FlashChipモジュールレベルRAID保護

FC / IB Protocol

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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