White Paper アドバンスト・フォーマットディスクのパフォーマンス White Paper FUJITSU Storage ETERNUS DX S3 series アドバンスト・フォーマットディスクのパフォーマンス 物理 4K セクターを使用した HDD の新技術により、ストレージ密度、およびエラー訂正機能が向 上されています。その新技術の HDD が ETERNUS DX S3 series に搭載可能となっています。 この HDD で最適なパフォーマンスを得るには、適切な環境にて使用する必要があります。 Copyright 2015 FUJITSU LIMITED 1/5 ページ ホワイトペーパー アドバンスト・フォーマットディスクのパフォーマンス 目次 はじめに ............................................................................................................................................................... 2 ハードディスクドライブの動作説明 ........................................................................................................................ 2 パフォーマンス ..................................................................................................................................................... 3 512e 対応オペレーティングシステムの例 .............................................................................................................. 4 はじめに ETERNUS DX S3 series では新しく 6TB のニアラインディスクにアドバンスト・フォーマットを採用しま す。 本ドキュメントでは ETERNUS DX S3 series にアドバンスト・フォーマットのハードディスクドライブ （以下 HDD と表記）を搭載する場合に最大限のパフォーマンスが得られる環境についてご説明致します。 ハードディスクドライブの動作説明 長期にわたり、HDD の物理セクターの構成は、各セクターに 512 バイトのユーザーデータと ECC（エラー訂正コード） などを含むものでした。しかし、このセクターフォーマットは近年、その限界に達しています。今日要求されるストレー ジ密度、パフォーマンス、およびエラー訂正機能の条件に対応できなくなっています。これらの限界を克服するため、 2009 年に各社共通の形式となる 4096 バイトの物理セクターフォーマットが定められました（アドバンスト・フォーマッ ト、4K セクター）。 アドバンスト・フォーマット アドバンスト・フォーマットは各 HDD メーカーと国際ディスクドライブ協会（IDEMA）が協力して定めてい る規格です。 一般的に HDD の媒体上ではセクター間に何も記録されない空白の領域（GAP）ができ るほか、セクターごとに ECC が付加されています（図１）。 セクター数が多い(１セクターあたりの容量が小さい)ほど、 媒体上に占めるデータの割合は少なくなります。 そこでより効率的にユーザーデータを記録するため、物理セクター 容量を 4KB にすることでフォーマット効率を上げるのがアドバンスト・フォーマット技術です。 512 byte 4096 (512x8) byte 図１ セクター構造のイメージ このフォーマットを使用するには、影響を受けるあらゆるハードウェアおよびソフトウェアがアドバンスト・フォーマット をサポートしていることが前提とされます。これらのハードウェアおよびソフトウェアには次のものがあります。 HDD、ディスクコントローラー、オペレーティングシステム、ドライバ、アプリケーション、その他ツール。 これらすべての移行には当然ながらある程度の時間がかかるため、暫定的に 512 バイトセクターのエミュレーション テクノロジーが導入されています。つまり、HDD の内部は 4K 物理セクターでありながら、外部から見ると論理 512 2/5 ページ Copyright 2015 FUJITSU LIMITED ホワイトペーパー アドバンスト・フォーマットディスクのパフォーマンス バイトセクターとなります。これにより、新しい HDD も既存の環境で使用することが可能になります。これらの HDD は、短い名前「512e」で呼ばれることもあります（「e」は「エミュレーション」を意味する）。 ETERNUS DX S3 series ではアドバンスト・フォーマットとしてこの 512e をサポートしています。 HDD 内部は、物理セクター単位でアクセスされます。物理セクターより小さい書き込みアクセスがあった場合には、 リード・モディファイ・ライトサイクルが発生します（図２）。 ETERNUS 1 ETERNUS に搭載の 512e HDD 3 512B 512B 512B 512B 512B 512B 512B 512B 論理セクター（エミュレーション） 2 512B 1) 2) 3) 4) 512B 512B 512B 512B 512B 512B 512B HDD の DRAM 4096 バイト 4 HDD の物理セクター ETERNUS 内部コントローラーから HDD に対して 512 バイト（「512B」）のデータ書き込み要求 HDD が 4KB セクターを HDD 内部のメモリ(DRAM) に読み込み HDD が DRAM 内の要求された 512 バイトセクターを更新 HDD がメディアの 4KB セクターを上書き 図２ リード・モディファイ・ライト動作 概念図 パフォーマンス リード・モディファイ・ライトサイクルにより HDD 上で余分な動作が生じるため、パフォーマンスが低下します。このた め、アプリケーションとオペレーティングシステム側で最高のパフォーマンスを実現させるには、物理セクターサイズ より小さい書き込みアクセスを防止する必要があります。 以下の場合、パフォーマンスが低下します。 ・書き込みアクセスサイズが 4K の倍数でない書き込みアクセスが発生した場合。 ・書き込みアクセスサイズが 4K の倍数でありながら、物理セクターの境界と一致していない場合。 上記のいずれか、または両方のケースに当てはまるアクセスをアンアライン・アクセス（Un-align Access）と呼びます。 一方、どちらのケースにも当てはまらず、リード・モディファイ・ライトサイクルが起きないアクセスをアライン・アクセス （Align Access）と呼びます。 512e 非対応のアプリケーション、オペレーティングシステム環境下ではアンアライン・アクセスが発生する可能性が あります。512e の使用に当たっては、512e に対応したアプリケーション、オペレーティングシステムのご使用を推奨 します。 Copyright 2015 FUJITSU LIMITED 3/5 ページ ホワイトペーパー アドバンスト・フォーマットディスクのパフォーマンス 表１は、アライン・アクセス、アンアライン・アクセスそれぞれの場合の 512e HDD の性能の違いを示しています。 ア ライン・アクセスの性能を 1.0 として、アンアライン・アクセスの性能がその何倍かで示しています。 読み取りの場合は、アライン・アクセス、アンアライン・アクセスによる性能の差は殆どありません。書き込みの場合 はランダム負荷においてアンアライン・アクセスの性能はアライン・アクセスの 0.7 倍となっています。 読み取り（Read） 書き込み（Write） シーケンシャル ランダム シーケンシャル ランダム アンアライン・ アクセス 0.96 0.96 0.99 0.70 アライン・アクセス 1.00 1.00 1.00 1.00 RAID6（4+2）性能比。 アライン・アクセス性能を 1 とする。 表１ 512e のアライン・アクセス、アンアライン・アクセス性能比 512e 対応オペレーティングシステムの例 最適なパフォーマンスを得るためには、DX システムに接続される装置のオペレーティングシステムとアプリケーショ ンが 512e に対応している必要があります。以下に 512e に対応しているオペレーティングシステムの例を示します （表２）。 オペレーティングシステム 名前 追加の要件 Windows Server 2012 R2 Windows Server 2012 Windows Server 2008 R2 KB 982018 の適用、または SP1 の適用が必要 Hyper-V はサポート外 KB2553708 の適用が必要 Windows Server 2008 Hyper-V はサポート外 Red Hat Enterprise Linux 7 Red Hat Enterprise Linux 6 2.6.32 以降 Red Hat Enterprise Linux 5 RHEL5.6 以降 SUSE Linux Enterprise Server 11 SLES11 SP2 以降 Oracle Solaris Oracle Solaris 10 以降 Oracle Linux 7 Oracle Linux 6 UEK:2.6.32 以降 UEK2:2.6.32 以降 Oracle Linux 5 Oracle Linux 5.6 以降 AIX7.1 TL03 SP3 + IV56367 以降 AIX6.1 TL09 SP3 + IV56366 以降 Oracle VM Server UEK2:2.6.39 以降 表２． 512e 対応オペレーティングシステム例 国または販売地域によっては、一部のコンポーネントが利用できない場合があります。 コメント： 表に記載されていない構成はすべて 512e HDD を機能的にサポートしますが、最適なパフォーマンスが得 られません。 リリースされているコントローラーと HDD の組み合わせについては、システム構成をご覧ください。 4/5 ページ Copyright 2015 FUJITSU LIMITED ホワイトペーパー アドバンスト・フォーマットディスクのパフォーマンス すべてのアプリケーションにおいて、「バッファーなし書き込み」での動作で、512e HDD へのアクセスで最 適な書き込みパフォーマンスを得るには、物理セクターサイズを考慮する必要があります。 Copyright 2015 FUJITSU LIMITED 5/5 ページ
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