Zoned Storage

大容量、低TCO、高QoS

データセンターのストレージ容量に対する需要の増加

企業、機械、消費者が生成するコンテンツによって生み出されるデータ量により、データセンターにはペタバイト、エクサバイト、さらにはゼタバイトのスケールでのストレージ容量が引き続き強く求められています。現在、大規模なデータインフラストラクチャでは、すでに何万台ものSSDやHDDが使われています。極めて大規模なデータをコスト効率よく管理することが、早くも必須条件となりつつあります。

データセンターでのZoned Storageのメリット

Zoned Storageは、データセンターをゼタバイトのストレージ容量の時代に合わせて効率的に拡張できるようにするための、オープンソースの標準ベースのイニシアチブです。Zoned Storageの背後には、HDDの瓦書き磁気記録(SMR)とSSDのZoned Named Space(ZNS)という2つのテクノロジーがあります。

ZNS SSDのようなZoned Storageデバイスは、ゾーンに分割されているため、ドライブアーキテクチャが大幅に簡素化され、複雑なデータ管理の必要性を最小限に抑えることができます。ソフトウェアスタックが統一されており、ホストがデータを異なるゾーンにインテリジェントに配置することによって、これらの主要なメリットが実現されます。

容量の拡張

オーバープロビジョニングがほぼ不要なため、高密度化・高スケール化が可能です

コストの削減

必要なDRAMを大幅に削減できるため、サポートロジックの機能を減らすことができます

QoSの向上

必要なガベージコレクションを最小限に抑えることにより、デバイスコントローラーの応答速度が向上します

耐久性の向上

データを常に書き換えなくてもよいため、耐久性が向上します

ホスト上にZoned Storageを実装することにより、ホストとSSDコントローラー、ファイルシステムとデバイス間の論理的・物理的マッピングに必要な複数の(重複した)間接レベルを排除し、システムソフトウェアとハードウェアをより効率的に連携させることができます。また、ZNSによってオーバープロビジョニングの必要性が低減され、書き込みの増加やQoSのばらつきに関連する問題が解消されます。つまり、従来のSSDの障害となっていたスケール、QoS、TCOの問題がZNSによって解決されます。

Zoned Storageがゼタバイト時代のコスト効率のよいストレージ拡張を実現

Zoned Storageは、HDD用のSMRとSSD用のZNSで構成されます。Zoned Name Spaceは、NVMe™標準を拡張したものです。このテクノロジーを使用すると、SMR HDDと同じようにゾーン分割されたSSDを提供できるため、HDDとSSDのストレージを1つのテクノロジーとして認識させることができます。Zoned Storageは、SMRとZNSの両方のテクノロジーとオープンソースの標準を活用して、データセンターのスケーリングを強化します。

統合ソフトウェアフレームワークを使って、SMR HDDとZNS SSDの両方にデータをインテリジェントに配置すると、ストレージ容量の増大、TCOの削減、QoSの改善といったメリットが得られます。Zoned Storageにより、データセンターおよびクラウドプロバイダーは、ゼタバイト時代のストレージをよりコスト効率よく拡張できます。

従来

デバイスがデータ配置を制御

Zoned

アプリケーションがゾーン内のデータ配置を制御

Zoned Storageによる大容量化の実現

特集記事

イベント

「Join Storage Solutions Meetup Group」(ストレージソリューションのミートアップグループのご案内)

ストレージソリューションミートアップグループでは、ストレージアーキテクチャの最新動向を定期的に発表しています。イベントはオンラインおよび湾岸地帯で開催されます。

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ブログ

「ZNS ratification」(ZNSの承認)

NVMeコンソーシアムで承認されたZoned Storage規格ZNSについて紹介しています。

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ビデオ

「Intro to Zoned Storage」(Zoned Storage入門)

Zoned Storageがどのようにデータセンターの拡張、QoSの改善、TCOの削減を可能にするかについて解説しています。Zoned Storageを構成するテクノロジー、HDDのシングル磁気記録(SMR)とSSDのZoned Named Space(ZNS)という2つのテクノロジーについて紹介します。

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ビデオ

ZNS:フラッシュベースSSDにおけるブロックインターフェイスの負荷を回避

Zoned NamespacesがホストとSSD間での新しい機能分割を示し、採用した場合に優れたパフォーマンスと1バイトあたりのコスト削減をどのように実現しているのかをご確認ください。

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開示
1. 原典1:「What is Zoned Storage and Why Does it Matter」(Zoned Storageの概要とそのメリット)、William G. Wong(Electronic Design、2020年9月20日)
2. 原典2:「The Next Step in SSD Evolution: NVMe Zoned Namespaces Explained」(SSDの進化に向けた次の一手:NVMe Zoned Name Spaceの解説)、Billy Tallis (AnandTech.com, 8/6/2020)