SSD購入時の落とし穴は性能と価格

NASにSSDキャッシュを構成したり、オールフラッシュストレージアレイを構築するのに、SSDにいくらかけるか？ 当社の統計によると、ハイエンドモデル (xs/xs+) に SSD をインストールした Synology ユーザーのギガバイトあたりの平均コストは 0.31 ドルです。 これは、Synology ユーザーが価格に敏感であることを示していますが、一方で性能の向上も追及しているのです。

「SSD パフォーマンス」でググってみると、SSD の仕様からパフォーマンスの数値をどう解釈すればよいかを示す結果がたくさん出てきます。 彼らは、小さな 4K ファイルのランダム読み取り/書き込み性能は SSD の実際の性能をより正確に反映できるため、4K IOPS は特に注意すべき数字だと言うでしょう。

仕様書にある性能数値を読むと、次の 2 つの事実が判明します：

• 4K ランダム読み取り/書き込み性能には 1 つの数値しかありません。

• 一部のエンタープライズ向け SSD のパフォーマンスは、コンシューマー向け SSD のパフォーマンスよりも悪い。

Sustained performance

詳細なパフォーマンス テストをよく見てみると、SSD のパフォーマンスが時間の経過とともに変化することがわかるかもしれません。 SSD ベンダーは、全体像の一部だけを明らかにして、パフォーマンス数値をごまかします。

消費者向け SSD の場合、IOPS 数値は好調に始まり、14 万でピークに達します。 初期の段階 (0 から 300 秒程度) では、かなり高い数値が続きますが、その後まもなく、数値は急激に低下しはじめます。 このように、数値は山あり谷ありで、まるでジェットコースターのように変動しています。 コンシューマー向けSSDとは対照的に、エンタープライズ向けSSDは水平なカーブを描き、より安定したIOPSを実現します。

耐久性とオーバー プロビジョニング

持続的なパフォーマンスを提供するエンタープライズ SSD の重要な要素の 1 つは、オーバー プロビジョニング用にあらかじめ構成された SSD 容量の割合です。

1TB SSD をインストールした経験がある方は、フォーマット用に 960GB しか用意されていないことにお気づきでしょう。 残りの 64GB (6.2%) はどこに行ったのでしょうか。

SSD は、限られた数のプログラム/消去 (P/E) サイクルで寿命が尽きます。 NAND フラッシュでは、上書きコマンドを使用できないため、NAND ブロックを消去してから書き直す必要があります。 ブロックは、複数のページで構成されるストレージの最小単位で、書き込みが可能な最小の単位です。 書き込みを繰り返すと、メモリ セルが侵食され、SSD の寿命が短くなります。

SSD の摩耗を減らし寿命を延ばすために、ガベージ コレクションやウェア レベリングなどの技術がしばしば採用されます。 ガベージ コレクションは、無効なページを含むブロックを消去する一方で、有効なページを空きブロックに移動させるプロセスです。 ウェアレベリングは、使用頻度の高いブロックと空きブロックを交換することで、ブロックの使用量を均等にし、ブロックが早く摩耗するのを防ぐことで、書き込み/消去操作をブロック間で均等に分散させるアルゴリズムである。 いずれも、余分な領域を確保する必要がある。 オーバー プロビジョニングは、SSD コントローラーがこれらの寿命を延ばす技術をよりスムーズに実行できるように、総容量の一部をパーティション化して追加のスペースを許可する機能です。

Tip: NAS の SSD キャッシュが遅くなった場合、ストレージ容量の 65% で SSD キャッシュを再作成すると、持続した性能を取り戻すことができます。 適切な SSD を選択するには、TBW (Terabytes Written) または DWPD (Drive Writes Per Day) を考慮することもできます。 ドライブの容量と保証期間がわかっている場合は、次の式でTBWをDWPDに、またはその逆に変換することができます。

• TBW = DWPD X 365 X 保証年数 X 容量 (TB)

• DWPD = TBW / (365 X 保証年数 X 容量 (TB))

たとえば、TBW が 1.4MB で 1,400 として評価されていると仮定します。92TB SSD が 5 年間の保証付きであるとすると、1400 / (365 X 5 X 1.92) = 0.4 DWPD という数字が導き出されるでしょう。 つまり、1日あたりドライブ容量の40％、768GBを使用できることになります。 TBW と DWPD の詳細については、こちらの記事を参照してください。

電力損失保護

すべての SSD では、書き込み操作を最適化するために利用可能なキャッシュがあります。 書き込みコマンドは、一定の数に達した後に書き込み操作が行われる前に、まずキャッシュに蓄積されます。 事故は起こるものです。 データがまだキャッシュにあるときに電源が落ちると、データ消失に悩まされるかもしれません。 そこで、キャパシタバッファの出番となる。 ほとんどのエンタープライズSSDは、突然の停電の際にもデータが書き込めるように、コンデンサや小型バッテリーを搭載しています。 電圧低下が発生すると、SSD コントローラーはコンデンサーから電力を引き出し、既存の書き込みを終了するのに十分な時間を確保することで、データ破損のリスクを低減します。

SSD 技術が成熟し主流になるにつれ、市場の SSD にはさまざまなフォーム ファクター、機能、容量などが出てきました。 ビジネス・ワークロードに適した SSD を選択することが不可欠です。 しかし、価格と性能だけが購入の決め手となると、隠れたコストに悩まされることになります。 持続的なパフォーマンス、SSD の耐久性、および停電時の保護を考慮に入れて、ニーズに最も適した SSD が見つかるといいですね。

シーゲイトは、エンタープライズ SSD とコンシューマー SSD に明るい線を引くのではなく、特に NAS 向けに設計した Ironwolf SSD を発表して、両者の境界を曖昧にして新しい可能性を切り開いたのです。 コミュニティーのモデレーターによるレビュー(http://sy.to/ssdreview)を読んで、どのような利点があるのかを確認してください。