Seagate、ClusterStor 300Nでバーストバッファを破壊

スーパーコンピューティングの世界には、地球上で最も強力なコンピューティング能力を備えた、数百万ドル、時には数十億ドル規模のコンピューティングクラスターが溢れています。最先端のネットワークインフラストラクチャ上で協調動作する数万台のCPU、GPU、Knights Landing、FPGAをオーケストレーションすることは、常に存在するプライマリストレージという強敵によって、しばしば完全に停止してしまいます。

しかし、ClusterStor 300Nの大きな変更点はハードウェアです。スーパーコンピュータは、通常動作時に計算クラスタとの間で大量のデータバースト（最大100GB/秒以上）を送受信する必要があり、例えばチェックポイント処理などでは、プライマリストレージシステムを容易に圧倒してしまいます。データバーストは一時的なものであり、その速度に対応できるようストレージシステム全体を構築するとコストが大幅に増加します。データバーストが動作時間のごく一部しか発生しない場合、これは最適なソリューションとは言えません。

バーストバッファは最も一般的なソリューションです。バーストバッファは、RAMとフラッシュ技術をぎっしり詰め込んだ専用の中間アプライアンスで、コンピューティングクラスタとプライマリストレージの間に設置されます。バーストバッファは、圧倒的かつ短時間のバーストデータを吸収し、必要なタイミングでデータをHDD層にフラッシュします。このバッファにより、低速なディスクベースストレージのパフォーマンスペナルティが解消され、ストレージサブシステム全体のアップグレードの必要性がなくなります。コストは増加しますが、システム全体をアップグレードするよりも常に費用対効果は高くなります。多くのバーストバッファの価格は50万ドル台から始まり、さらに高額になります。また、コンピューティングクラスタ上で独自のエージェントを実行する必要があり、サイクルを浪費します。さらに、POSIX非準拠の特殊なファイルシステムを必要とするものもあります。 

Seagate の答えは、待望のフラッシュ テクノロジをもたらした LSI 買収で得たツールの一部を活用することです。同社は、最近レビューした Nytro シリーズを刷新してストレージ コントローラに組み込みましたが、フラッシュベースのアクセラレーションの基本概念は変わりません。このシステムでは、最大 3.2TB の Seagate Nytro アクセラレータと、データを適切な場所に透過的に送信するためのキャッシング ソフトウェア (LSI CacheCade テクノロジの新しい進化形) を組み合わせて使用​​します。このソフトウェアは、HDD が処理できる大きなブロックの入力データを HDD プールに送ります。SSD は、小さなブロックのランダム データ、混合データ、またはアラインメントされていないデータを吸収して、パフォーマンスを高速化します。バースト バッファと同様に、Nytro アクセラレータはデータを順次 HDD にフラッシュするため、パフォーマンスが向上します。キャッシング ソフトウェアは透過的で、ホストやファイルシステムを変更することなく動作します。

その結果、小さなランダム書き込みデータで最大 1,200% の改善 (と主張) が実現しました。また、Seagate はメタデータ マネージャーもアップグレードし、1 秒あたり 100,000 個のファイル作成という倍の速度をサポートできるようになりました。

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HDDベンダーであるSeagateには、既に保有している基盤となるHDDリソースの改良が期待されます。同社は12Gbps SASコントローラにアップグレードし、最新のSMR HDDも採用することで、密度の向上とコスト削減を実現しています。パフォーマンスのスケーリング不足は、HDDの大量導入における主要な課題の一つですが、Seagateは基盤となるHDDの最大84%のパフォーマンスを実現するというグラフを提供しており、これは非常に印象的です。Seagateはまた、ClusterStor 300Nがラックあたり最大112GBpsのスループットを提供すると述べています。

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SMR HDD には、特にランダム データに関してパフォーマンスの制限がありますが、Seagate は、システム レベルのデータ管理技術によってその制限が軽減され、ハイブリッドおよびオールフラッシュ構成の小さなランダム I/O に対処するには、フラッシュの少量で十分であると指摘しています。 

ClusterStor シリーズには、最も高価なオールフラッシュ モデル、フラッシュ パフォーマンスと HDD の経済性のバランスをとるように設計されたハイブリッド構成、および HDD のみのモデルがあります。

同社は、プロセッサをIntelの14nm Broadwell Xeonラインに刷新しました。これにより、コア数が最大25%増加し、システムがサポートするメモリ容量も倍増しました。また、EDR InfiniBandと40GbEといった最先端のネットワーク機能も搭載しており、2016年第4四半期に出荷されるシステムには、100GbEとOmni-Pathの追加機能が2017年第1四半期に提供される予定です。

最先端の出荷は 2016 年第 4 四半期に開始され、一般提供は 2017 年第 1 四半期に予定されています。