EMC VNX Multicore FAST Cacheƒ›ワイトペーパー要約このホワイトペーパーでは、新しいVNX®ストレージシステムにおけるEMC ® Multicore FAST

ホワイトペーパー要約このホワイトペーパーでは、新しい VNX®ストレージシステムにおける EMC® Multicore FAST™ Cache テクノロジーの概要について説明します。Multicore FAST™ Cache 機能の実装、および Unisphere®

や NaviSecCLI を使用した操作方法について詳しく説明します。また、

使用のガイドラインやお客様の主なメリットについても説明します。 2014 年 7 月

EMC VNX Multicore FAST™ Cache VNX5200、VNX5400、VNX5600、VNX5800、VNX7600、VNX8000 詳細レビュー

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2 EMC VNX Multicore FAST Cache VNX5200、VNX5400、VNX5600、 VNX5800、VNX7600、VNX8000：詳細レビュー

目次

エグゼクティブサマリー ..................................................................................... 4

はじめに .......................................................................................................... 4

対象読者 .................................................................................................................. 5

用語 ......................................................................................................................... 5

グローバルな Multicore FAST Cache と TCO ........................................................... 6

Multicore FAST Cache のコンポーネント......................................................................... 7

オペレーション原理..................................................................................................... 7

Multicore FAST Cache プロモーション ........................................................................ 7

ホストの読み取り処理 ............................................................................................. 8

ホストの書き込み処理............................................................................................. 9

マルチコアキャッシュから Multicore FAST Cache へのコピー...................................... 10

Multicore FAST Cache のクリーニング...................................................................... 11

Multicore FAST Cache フラッシュ ............................................................................. 11

管理 ....................................................................................................................... 12

Unisphere ........................................................................................................... 12 NaviSecCLI .......................................................................................................... 16 Unisphere Analyzer .............................................................................................. 16

ベストプラクティス .................................................................................................... 17

相互運用性に関する検討事項 ................................................................................... 17

障害処理 ................................................................................................................ 18

結論 .............................................................................................................. 19

参考資料 ....................................................................................................... 19

付録 A：Multicore FAST Cache の構成オプション .................................................. 20

付録 B：FAST VP と Multicore FAST Cache ............................................................ 21

付録 C：Multicore FAST Cache とストレージシステムキャッシュの比較 ................... 23


エグゼクティブサマリー EMC®がフラッシュテクノロジーをエンタープライズアレイのディスクモジュール（一般に SSD と呼ぶ）

に初めて導入して以来、このテクノロジーの使用をすべての EMC® VNX®シリーズに拡大すること

が EMC の目標でした。フラッシュテクノロジーが持つ高パフォーマンスとギガバイト単位のコスト

の急速な下落が、このキャッシュ階層の概念につながりました。キャッシュ階層とは、ストレージプロセッサの DRAM ベースのプライマリキャッシュと HDD（ハードディスクドライブ）の間に位置

する、FAST Cache で最適化されたフラッシュドライブを使用した大容量のセカンダリキャッシュです。新しい EMC VNX ストレージシステムでは、この機能は EMC Multicore FAST™ Cache と呼ばれます。

Multicore FAST Cache は、ストレージシステムの既存のキャッシュ容量を拡張して、システム全体のパフォーマンスを向上させます。Multicore FAST Cache ではこれを実現するために、HDD より

高速な、FAST Cache で最適化されたフラッシュドライブにアクセス頻度の高いデータをコピーして DRAM キャッシュの機能を拡張し、システムパフォーマンスを向上させます。また、Multicore FAST Cache は、DRAM キャッシュよりもはるかに大容量で拡張性の高いキャッシュを提供します。 Multicore FAST Cache の容量は 100 GB から 4.2 TB までサポートされ、既存のストレージシステムで使用できる DRAM キャッシュよりもはるかに大容量です（「付録 A：Multicore FAST Cache の構成

オプション」を参照）。

システムレベルでは、Multicore FAST Cache がフラッシュドライブ容量を最も効率的に使用できます。これは、Multicore FAST Cache が、フラッシュドライブを特定の用途用に割り当てるのではなく、ストレージシステム内で最も頻繁にアクセスするデータ用に使用するためです。Multicore FAST Cache の構成は、既存のメモリ割り当てインターフェイスを使用し、ホスト（サーバー）サイクルを使用しない無停止のオンラインプロセスです。Multicore FAST Cache は、RAID で保護されたミラーペアで作成されます。容量のオプションは、ストレージシステムのモデルや、取り付けられているフラッシュドライブの数とタイプによって異なります。Multicore FAST Cache を作成し、ストレージボリューム上で有効化すると、Unisphere®で管理できます。アプリケーションで Multicore FAST Cache によるパフォーマンスメリットを確認できるまでに、ユーザー介入は不要です。

Multicore FAST Cache は、クラシック LUN とプール LUN で使用できます。

はじめにこのホワイトペーパーでは、Multicore FAST Cache 機能の概要について説明します。Multicore FAST Cache の目的は、フラッシュドライブのパフォーマンスを活用しドライブを効率的に使用して、

システム内で最も頻繁にアクセスするデータを格納することです。特定のデータチャンクに頻繁

にアクセスする場合、VNX は、ハードディスクドライブからフラッシュドライブの Multicore FAST Cache にそのデータチャンクを自動的にコピーします。同じデータチャンクへの後続の I/O アクセ

スは、フラッシュドライブのレスポンス時に処理されるため、ストレージシステムのパフォーマンス

が向上します。このデータチャンクのアクセス頻度が減少し、その他のチャンクを Multicore FAST Cache にコピーする必要が生じた場合は、最も使用頻度の少ないデータが最初に置き換えられ

ます。Multicore FAST Cache のアルゴリズムと基本操作の詳細については、このホワイトペーパ

ーの「オペレーション原理」のセクションで説明します。


対象読者

このホワイトペーパーは、新しい VNX ストレージシステムで Multicore FAST Cache 機能の使用を

検討されている EMC のお客様、パートナー様、EMC の従業員を対象としています。読者が VNX ス

トレージシステムおよび EMC の管理ソフトウェアの使用方法を熟知していることを前提としています。

用語

• キャッシュページ：Multicore FAST Cache 内に割り当てられた最小ユニットで、サイズは 64 KB。

• キャッシュクリーンページ：有効な Multicore FAST Cache のページ。ユーザーLUN と同期

されたデータのコピーが含まれる。

• キャッシュクリーンページ：有効な Multicore FAST Cache のページ。ユーザーLUN と同期されたデータの最新のコピーが含まれる。

• キャッシュ警告：新しいページが作成されたあとにそのページを FAST Cache にコピーするプロセス、または、まったく新しいデータセットの参照を開始するアプリケーションのアクセスプロファイルの変更。

• チャンク：特定のアドレス範囲内のデータ部分（64 KB）。

• DRAM メモリ：非常に高速なストレージメディア（DRAM）にデータを格納するためにマルチコアキャッシュで使用するストレージシステムコンポーネント。これにより、そのデータに対する要求を高速処理できます。

• エクステント：隣接する物理ブロックのセット。

• Multicore FAST Cache コピー：Multicore FAST Cache ページからバックエンドのハードディスクベースの LUN にデータをコピーするプロセス。

• Multicore FAST Cache プロモーション：HDD から Multicore FAST Cache ページにデータを

コピーするプロセス。

• Multicore FAST Cache フラッシュ：使用するページを解放するために、Multicore FAST Cache ページからバックエンドのハードディスクベースの LUN にデータをコピーするプロセス。

• Multicore FAST Cache ヒット：Multicore FAST Cache のコンテンツを使用して I/O を完了で

きる場合のインスタンス。

• Multicore FAST Cache ミス：I/O を完了するために必要なデータ、および HDD で使用する

必要のあるデータが Multicore FAST Cache に含まれない場合のインスタンス。

• フラッシュドライブ：ソリッドステートメディアを使用してデータを格納する、データストレージデバイス。フラッシュドライブには可動部が含まれないため、回転式の HDD（ハードディスクドライブ）に比べて極めて速いレスポンスタイムと高い IOPS を実現できます。

• HDD（ハードディスクドライブ）：磁気面にデータを格納し、さまざまな速度で回転するデータストレージデバイス。

• ホットスポット：LUN 上で負荷の高い部分。


• 参照のローカル性：互いの距離が近い論理ブロックがほぼ同時に繰り返しアクセスされる

という概念。

• 論理ブロックアドレス：ストレージデバイス上のデータのブロックの位置を示す、アドレス指定スキーマ。

• メモリマップ：各ビットが Multicore FAST Cache ページを表すアドレスのアレイ。このマップは、どのページが Multicore FAST Cache にあり、Multicore FAST Cache 内のどこにあるかを示します。メモリマップのコピーは DRAM キャッシュ内にあります。そのため、ペー

ジへのアクセスはメモリの速度で行われます。

• マルチコアキャッシュ：VNX ストレージプロセッサの DRAM を使用してホストの書き込みと読み取りのパフォーマンスを向上させる MCx ソフトウェアコンポーネント。

• マルチコアキャッシュヒット：マルチコアキャッシュのコンテンツを使用して I/O を完了できる場合のインスタンス。

• Multicore Cache ミス：I/O を完了するために必要なデータが Multicore FAST Cache に含まれない場合のインスタンス。

• プール：プール LUN によって使用されるディスクドライブのグループ。システム上に 0 個または 1 個以上のプールを構成できます。ディスクは、1 つのプールのメンバーとしての

み構成できます。プールディスクを RAID グループで使用することはできません。

• シン LUN：ストレージシステムによって消費される物理的スペースが、ホストサーバーによって認識されるユーザー容量を下回ることのあるプールで作成された、ストレージの論理

ユニット。

• シン LUN：ストレージシステムによって消費される物理的スペースが、ホストサーバーによって認識されるユーザー容量と同じプールで作成された、ストレージの論理ユニット。

グローバルな Multicore FAST Cache と TCO

Multicore FAST Cache を導入すると、フラッシュドライブを特定のアプリケーション専用に割り当てることなく、レスポンスタイムがより高速で IOPS の高いフラッシュドライブを活用できます。このテクノロジーは、使用可能なストレージシステムのキャッシュを増やします（VNX7600 および VNX8000 ストレージシステムで最大 4.2 TB の読み取り/書き込み用 Multicore FAST Cache を追加。「付録 A：Multicore FAST Cache の構成オプション」を参照）。Multicore FAST Cache は、クラ

シック LUN またはストレージプール LUN 上のアレイ内のホットスポットを処理します。

Multicore FAST Cache を使用する大きなメリットの 1 つは、アプリケーションパフォーマンスの向上です。特に、I/O アクティビティが頻繁で、かつ予期せず大幅に増加するワークロードでは、この

メリットが顕著に現れます。アプリケーションのワーキングデータセットで頻繁にアクセスされる部分を Multicore FAST Cache にコピーすることで、アプリケーションのパフォーマンスが直ちに向上

します。Multicore FAST Cache を使用すると、フラッシュドライブの速度で過度な読み取り/書き込みの負荷が吸収され、アプリケーションで一貫したパフォーマンスを提供できるようになります。

もう 1 つの重要なメリットは、システムの TCO（総所有コスト）の削減です。Multicore FAST Cache は、データのホット（アクティブ）サブセットをフラッシュドライブにチャンク単位でコピーし

ます。マルチコアキャッシュのあとに残った（ほとんどではないにしても）多くの IOPS をオフロー


ドすることで、ユーザーは低コストで大容量のディスクドライブを使用して、その他のストレージ

のニーズを満たすことができます。この割合で小容量のフラッシュが大量のディスクとペアを構

成することにより、最小限のコスト（GB あたりのコスト）と最適な電力効率性（IOPS/KWH）で最

高のパフォーマンス（IOPS あたりのコスト）が得られます。

FAST Cache イネーブラをインストールすると、Multicore FAST Cache はすべてのクラシック LUN お

よびストレージプール上でデフォルトで有効になります。イネーブラをインストールする前に作成

されたクラシック LUN とストレージプールでは、Multicore FAST Cache が無効になります。これら

のアイテムで Multicore FAST Cache を使用するには、Unisphere または NaviSecCLI を使用して

Multicore FAST Cache を手動で有効にする必要があります。

Multicore FAST Cache のコンポーネント

Multicore FAST Cache の機能を利用するには、FAST Cache イネーブラが必要です。Multicore FAST Cache を作成するには、FAST Cache で最適化されたドライブが少なくとも 2 台システムに必要です。このドライブは、RAID 1 のミラーペアで構成されます。イネーブラをインストールすると、システムでは次の主要コンポーネントを使用して Multicore FAST Cache を処理および実行します。

ポリシーエンジン：Multicore FAST Cache 経由の I/O の流れを管理します。LUN 上で頻繁にアク

セスされるデータチャンクは、Multicore FAST Cache（FAST Cache で最適化されたドライブ）に一

時的にコピーされます。また、ポリシーエンジンはデータアクセスパターンの統計情報も管理し

ます。ポリシーエンジンで定義されるポリシーは、システム定義のポリシーであり、ユーザーが変

更することはできません。

メモリマップ：粒度が 64 KB のチャンクのエクステントの使用および所有を追跡します。メモリマップでは、64 KB チャンクのストレージの状態と、Multicore FAST Cache のコンテンツに関する情報

を管理します。メモリマップのコピーは DRAM メモリに格納されるので、FAST Cache イネーブラを

インストールすると、Multicore FAST Cache メモリマップに SP メモリが動的に割り当てられます。

メモリマップのサイズは、作成される Multicore FAST Cache のサイズに比例して増加します。メモ

リマップのコピーは、データの整合性と高可用性を維持するために、フラッシュディスクにもミラー

されます。

オペレーション原理

Multicore FAST Cache プロモーション

Multicore FAST Cache プロモーションは、スピニングメディアである HDD からデータをコピーして、 Multicore FAST Cache に配置するプロセスです。スピニングメディアからフラッシュテクノロジー

にデータをコピーすることによりパフォーマンス面でのアップグレードが実現するため、このプロセ

スはプロモーションとして定義されます。

Multicore FAST Cache プロモーションを行う理由

通常の操作時には、Multicore FAST Cache へのプロモーションは、64 KB のデータブロックへの

アクセス頻度が高いとポリシーエンジンが判断したあとに開始されます。アクセス頻度が高いと

みなされるのは、64 KB のデータブロックへの読み取りアクセスまたは書き込みアクセスが短時

間に何回も行われた場合です。また、フラッシュベースのストレージにデータを保存することはで

きません。つまり、現在プールの最大パフォーマンス階層またはフラッシュベースのクラシック

RAID グループにあるデータを Multicore FAST Cache にコピーすることはできません。この制限が


存在するのは、データをフラッシュドライブ間で移行するメリットがないためです。FAST™ VP と

Multicore FAST Cache の連携方法については、「付録 B：FAST VP と Multicore FAST Cache」を参

照してください。

プロモーション操作

前述のいずれかのシナリオで、64 KB のデータブロックを Multicore FAST Cache にプロモートす

る必要があるとポリシーエンジンが判断した場合、64 KB の領域は HDD から Multicore FAST Cache にコピーされます。次に、メモリマップが更新され、データが現在 Multicore FAST Cache にあることが示されます。アプリケーションからこのデータに再びアクセスした場合にマルチコアキャッシュミスが発生すると、I/O は Multicore FAST Cache に送られます。これを「Multicore FAST Cache ヒット」と呼びます。データがフラッシュドライブから直接アクセスされるため、アプリケーシ

ョンのレスポンスタイムは非常に短く、IOPS は高くなります。一定時間の間にワーキングセットの

かなりの部分が Multicore FAST Cache にコピーされる場合、バックエンドで性能の低い HDD を使

用している場合でも、アプリケーションの平均パフォーマンスを向上させることができます。

プロモーションが必要ないとみなされるアクセスパターン

マルチコアキャッシュは、Multicore FAST Cache を使用するメリットがない可能性のある特定の I/O パターンを処理することによって Multicore FAST Cache を補完します。たとえば、ブロックが小さいシーケンシャル I/O はマルチコアキャッシュレベルで処理されます。つまり、再び使用されない可能性のある Multicore FAST Cache にデータをコピーするサイクルは使用されません。たとえば、

ブロックが小さいシーケンシャル書き込みは、HDD に対するサイズの大きい I/O に結合され、ブロックが小さいシーケンシャルな読み取りの場合、プリフェッチが行われます。どちらの場合も、

サイズの大きいバックエンド I/O が作成されます。これにより、アクセスされているデータが

Multicore FAST Cache にプロモートされない可能性があります。また、マルチコアキャッシュでは、

高頻度のアクセスパターン、ゼロで埋めるリクエスト、サイズが 128 KB より大きい I/O を処理し

ます。マルチコアキャッシュは、Multicore FAST Cache 用のフィルタとして機能し、Multicore FAST Cache にデータをコピーするための追加のサイクルを提供します。これにより、Multicore FAST Cache を使用するメリットが得られます。

ホストの読み取り処理

ホストアプリケーションから受信する読み取り I/O がマルチコアキャッシュのコンテンツと最初に照合されます。マルチコアキャッシュから I/O を提供できる場合は、I/O が完了します。このやり

取りの際に Multicore FAST Cache メモリマップへのアクセスは行われません。

マルチコアキャッシュで読み取りミスが発生すると、Multicore FAST Cache メモリマップをチェックして、Multicore FAST Cache にすでに存在するチャンク用の I/O かどうかを判断します。データが Multicore FAST Cache に存在する場合は、ポリシーエンジンによって I/O 要求が Multicore FAST Cache にリダイレクトされます。次に、データが Multicore FAST Cache からマルチコアキャッシュ

にコピーされます。マルチコアキャッシュが読み取りに対応します。

データが Multicore FAST Cache にない場合、I/O 要求は、ストレージシステムに Multicore FAST Cache が設定されていない場合と同じパスに送出されます。データは、HDD からマルチコアキャ

ッシュにコピーされます。この時点で、マルチコアキャッシュは読み取り要求に対応します。使用

頻度の高いデータの場合は、ポリシーエンジンがデータを Multicore FAST Cache にプロモートします。図 1 は、読み取り処理を示しています。


図 1： Multicore FAST Cache の読み取り処理

ホストの書き込み処理

ホスト I/O 要求が書き込み処理であり、システムおよび LUN 上でライトキャッシュが有効になって

いる場合は、マルチコアキャッシュが I/O を処理して、ACK をホストに送信します。このやり取りは、更新されるデータが Multicore FAST Cache にあるかどうかにかかわらず行われます。このやり取りの際にメモリマップへのアクセスは行われません。

システムまたは LUN 上でライトキャッシュが無効になっており、Multicore Cache が有効になって

いるインスタンスでは、マルチコアキャッシュが一時的に I/O を保持し、メモリマップをチェックして、 Multicore FAST Cache にデータが存在するかどうかを判断します。これは、マルチコアキャッシュのライトスルー操作です。更新されるデータが Multicore FAST Cache にある場合、マルチコアキャッシュでは、Multicore FAST Cache とメモリマップのデータを更新し、ACK をホストに送信して I/Oを完了します。Multicore FAST Cache にデータが含まれていない場合、マルチコアキャッシュでは、

LUN の基盤となるストレージ上のデータを更新します。使用頻度の高いデータの場合は、ポリシーエンジンがデータをクリーンキャッシュページとして Multicore FAST Cache にコピーします。図 2 は、このシナリオを詳しく示しています。


図 2：マルチコアキャッシュのライトスルー操作（ライトキャッシュが無効な場合）

マルチコアキャッシュから Multicore FAST Cache へのコピーマルチコアキャッシュから直接 Multicore FAST Cache にデータをコピーすることもできます（図 3）。マルチコアキャッシュが DRAM のダーティーキャッシュページをクリーニングする場合は、ポリシーエンジンをチェックして、クリーニングされるブロックが Multicore FAST Cache に存在するかどうかを判断します。存在する場合は、マルチコアキャッシュがデータを DRAM か

ら Multicore FAST Cache に直接コピーし、DRAM のページにクリーンというマークを付けます。次に、Multicore FAST Cache ページにダーティーというマークが付けられます。Multicore FAST Cache にデータが存在しない場合は、クリーニングされたデータを使用して適切な HDD が更新

されます。ここで、更新されるブロックへのアクセス頻度が高く、プロモーションを利用できるかど

うかをポリシーエンジンが判断します。該当する場合は、データが DRAM から Multicore FAST Cache にもコピーされます。Multicore FAST Cache と HDD にはデータの正確なコピーがあるため、

Multicore FAST Cache ページはクリーンとみなされます。つまり、Multicore FAST Cache へのこの

タイプのコピーは、Multicore FAST Cache 用のダーティーページ数にカウントされません。

注：FAST Cache のダーティーページ（%）の統計は、HDD にまだコピーして戻されていない Multicore FAST Cache 内のデータの割合のみを表します。この統計は、現在 Multicore FAST Cache 内に含まれているデータの量を表すものではありません。


図 3：マルチコアキャッシュのコピー操作

Multicore FAST Cache のクリーニング

Multicore FAST Cache には、最小限のバックエンドアクティビティの間に、ダーティーページを基盤となる物理デバイスにプロアクティブにコピーするクリーニングプロセスが含まれます。このクリーニングプロセスでは、ページへのアクセスが再び行われた場合に、後続のホストリクエストが引き続き Multicore FAST Cache で処理されるようにするために、Multicore FAST Cache にデータ

が保持されます。ダーティーページがドライブと同期されると、ページはクリーンキャッシュペー

ジになります。後続の Multicore FAST Cache プロモーションでは最初に空きページを使用してから、

LRU（Least Recently Used）方式でクリーニングされたページを使用します。そのあとで、スケジュ

ール設定されたプロモーション用に Multicore FAST Cache のダーティーページがフラッシュされ、

解放されます。クリーンな空きページを使用できるため、スケジュール設定されたプロモーション

用にダーティーページをフラッシュする処理と比較した場合に、Multicore FAST Cache へのコピーが高速になります。これで、システムのパフォーマンスが向上します。

Multicore FAST Cache フラッシュ

Multicore FAST Cache フラッシュは、Multicore FAST Cache ページを HDD にコピーして、使用する

ページを解放するプロセスです。スケジュール設定されたプロモーション用の空きページやクリー

ンページが存在しない場合は、この操作に対応するように Multicore FAST Cache フラッシュが行

われます。LRU（Least Recently Used）アルゴリズムでは、新しいプロモーション用の容量を確保す

るためにフラッシュするデータブロックを決定します。これらのページは、Multicore FAST Cacheからバックエンド HDD にフラッシュされます。ページが解放されると、スケジュール設定されたプロ

モーションを実行できます。


管理

Multicore FAST Cache の作成、管理、監視には、Unisphere または NaviSecCLI を使用できます。 Unisphere の詳細については、EMC オンラインサポートにある VNX シリーズの新しいホワイトペーパー「EMC Unisphere: Unified Storage Management Solution」を参照してください。これ以降

のセクションでは、Unisphere と NaviSecCLI の Multicore FAST Cache に関係する部分について説

明します。Multicore FAST Cache の構成オプションの詳細については、「付録 A：Multicore FAST Cache の構成オプション」を参照してください。

Unisphere

Unisphere の［システム］タブの右側のタスクパネルには、［システムのプロパティ］および［キャッシュの管理］という 2 つのリンクがあります。この 2 つのリンクのどちらをクリックしても、［ストレー

ジシステムのプロパティ］ウィンドウが開きます（図 4）。

Multicore FAST Cache を有効にするには、［ストレージシステムのプロパティ］ウィンドウの

［FAST Cache］タブをクリックして Multicore FAST Cache 情報を表示します。ストレージシステムで Multicore FAST Cache が作成されていない場合、ダイアログボックスの最下部にある［作成］ボタンが有効になります。［破棄］ボタンは、Multicore FAST Cache が作成済みの場合に有効になります。

図 4：［ストレージシステムのプロパティ］ダイアログボックス

Multicore FAST Cache が作成済みの場合、構成の詳細を反映して、［状態］、［サイズ］、［RAID タ

イプ］の各フィールドが更新されます。Multicore FAST Cache が作成済みの場合、［RAID タイプ］フ

ィールドには RAID 1 が表示されます。［作成］をクリックすると、［FAST Cache の作成］ダイアログボックスが表示されます（図 5）。


図 5：［FAST Cache の作成］ダイアログボックス

Multicore FAST Cache を有効にするための十分な数のフラッシュドライブが使用できない場合は、Unisphere によってエラーメッセージが表示され、Multicore FAST Cache を作成できません。スクリーンの下の部分に、Multicore FAST Cache を作成するために使用するフラッシュドライブが表示されます。［手動］オプションを選択すると、ドライブを手動で選択できます。Multicore FAST Cache を構成したあとにそのサイズを変更するには、Multicore FAST Cache を破棄して再作成する必要があります。この場合、Multicore FAST Cache に現在格納されているすべてのダーティーページをフラッシュする必要があります。Multicore FAST Cache を再作成する場合は、データを再度取り込んでください（ウォームアップ時間）。

図 6 は、［LUN の作成］ダイアログボックスの［詳細］タブで、クラシック LUN に対して Multicore FAST Cache を有効にする方法を示しています。クラシック LUN がすでに作成さ

れている場合は、［LUN のプロパティ］ダイアログボックスの［キャッシュ］タブをクリックして、 FAST Cache を構成します（図 7）。


図 6：［LUN の作成］ダイアログボックスの［詳細］タブ（クラシック LUN）

図 7：［LUN のプロパティ］ダイアログボックスの［キャッシュ］タブ

ストレージプールでは、Multicore FAST Cache がプール単位で有効になります。ストレージプールに作成されたすべての LUN では、Multicore FAST Cache がまとめて有効または無

効になります。プール上の Multicore FAST Cache は、図 8に示す［ストレージプールの作成］

ダイアログボックスの［詳細］タブで構成できます。

図 8：［ストレージプールの作成］ダイアログボックスの［詳細］タブ

ストレージプールがすでに作成されている場合は、［ストレージプールのプロパティ］ダイアログボックスの［詳細］タブを使用して、Multicore FAST Cache を有効にします（図 9）。


図 9：［ストレージプールのプロパティ］ダイアログボックスの［詳細］タブ

Unisphere の任意のテーブル（［LUN］テーブルなど）に Multicore FAST Cache のプロパティ

を表示するには、テーブルヘッダーを右クリックし、［列の選択］を選択します。または、テーブルの右上隅にある［ツール］アイコンをクリックして、［列の選択］を選択します。この

操作で表示されるダイアログボックス（図 10）で、［FAST Cache］を選択できます。FAST Cache のプロパティは、テーブルのエントリーごとに表示されます。

図 10： Unisphere の LUN スクリーンに表示される Multicore FAST Cache の列


NaviSecCLI

前のセクションで説明した管理機能は、NaviSecCLI を使用して実行することもできます。

表 1 は、Multicore FAST Cache の CLI コマンドを示しています。

表 1： Multicore FAST Cache の CLI コマンド

タスク NaviSecCli コマンド Multicore FAST Cache の作成 cache –fast -create

Multicore FAST Cache の破棄 cache –fast -destroy

Multicore FAST Cache 情報の取得 cache –fast -info

クラシック LUN 作成時の Multicore FAST Cache の構成 bind … -fastcache 0|1

クラシック LUN での Multicore FAST Cache の有効化または

無効化 chglun - <LUN#> -fastcache 0|1

クラシック LUN での Multicore FAST Cache 構成情報の取得 getlun <LUN#> -fastcache

ストレージプール作成時の Multicore FAST Cache の構成 storagepool –create … -fastcache on|off

既存のストレージプールの Multicore FAST Cache の構成 storagepool –modify –id <#> -fastcache on|off

ストレージプールの Multicore FAST Cache の状態の取得 storagepool –list –id <#> -fastcache

「…」は、追加の cli オプションが必要であることを示しています。

Unisphere Analyzer

Unisphere Analyzer では、Multicore FAST Cache の統計を収集してパフォーマンスを監視します。

これらの統計を表示するには、次の手順に従って Analyzer の詳細モードを有効にします。

1. Unisphere で、［システム］をクリックします。 2. ［モニタリングとアラート］をクリックします。 3. ［ブロックの統計情報］をクリックします。 4. ［グラフのカスタマイズ］をクリックします。 5. ［全般］タブをクリックします。 6. ［詳細設定］チェックボックスをオンにします。 7. ［OK］をクリックして、設定を適用します。

ストレージプロセッサレベルでは、次の Multicore FAST Cache の統計が表示されます。

• FAST Cache のダーティーページ（%）

• FAST Cache フラッシュ容量（MB/秒）

クラシック LUN およびストレージプールについては、次の Multicore FAST Cache の統計が

表示されます。

• FAST Cache 読み取りヒット回数/秒

• FAST Cache 読み取りミス回数/秒

• FAST Cache 読み取りヒット率

• FAST Cache 書き込みヒット回数/秒

• FAST Cache 書き込みミス回数/秒

• FAST Cache 書き込みヒット率


EMC オンラインサポートには、これらの統計を表示する場合に役立つビデオが用意されています。EMC オンラインサポートにログインして、Multicore FAST Cache のビデオの

「Analyzerシリーズ」を検索してください。

ベストプラクティス • Multicore FAST Cache に適したアプリケーションワークロードは次のとおりです。

o ローカル性の高い小ブロックランダム I/O アプリケーション

o データの再ヒット：同じデータへの高頻度アクセス

o 現在のパフォーマンスが SP の機能ではなく HDD の機能によって制限され

るシステム

• FAST VP または Multicore FAST Cache で使用するフラッシュドライブやオプションの数に制限がある場合は、FAST Cache で最適化されたドライブを使用して Multicore FAST Cache を作成することをお勧めします。次に、FAST VP が有効化されたストレージプールで、残ったフラッシュドライブを使用します。Multicore FAST Cache にはグローバルな性質があり、ストレージシステム内のすべての LUN とプールにメリット

があります。FAST VP のメリットを受けられるのは、フラッシュドライブがあるストレー

ジプールだけです。Multicore FAST Cache と FAST VP の詳細については、「付録 B：FAST VP と Multicore FAST Cache」を参照してください。

• Unisphere では、FAST Cache で最適化されたドライブを選択して、Multicore FAST Cache の作成に使用できます。また、これらのドライブを手動で選択して、必要に応

じてバックエンドバス間にフラッシュドライブを分散させることができます。

• Multicore FAST Cache では、現在のボトルネックがドライブ関連である場合に全体的な

システムパフォーマンスを向上できますが、IOPS を上げると SP 上の CPU の利用率が

増加します。システムをサイズ変更して、維持される最大使用率が 70%になるようにし

ます。既存のシステムでは、SP CPU の使用率を確認してください。使用率が 80%を超

えた場合は、EMC のストレージのスペシャリストに問い合わせてシステムの稼働状態

を確認し、次の手順を決定してから Multicore FAST Cache を有効にしてください。

注：ストレージプールの場合、Multicore FAST Cache はプール全体の機能になるため、プールレベルで（プール内のすべての LUN を対象にして）有効化/無効化します。

詳細なベストプラクティスについては、EMC オンラインサポートにあるホワイトペーパー「VNX Unified Best Practices for Performance」を参照してください。特定アプリケーションで Multicore FAST Cache を使用する際のガイドラインについては、各アプリケーションに関するホワイトペーパーを参照してください。

相互運用性に関する検討事項 • MirrorView™や SnapView™などの一部のオプションのアプリケーションには、プライベー

ト LUN が必要です。これらの LUN は、キャッシュ内で特殊な LUN として扱われなくなり

ました。これは、VNX OE 5.31 で使用されていたプライベート LUN が新しい MCx アーキ

テクチャでも正常に機能するためです。したがって、Multicore FAST Cache への不要な

プロモーションを回避するために、MirrorView のライトインテントログと SnapView のク

ローンプライベート LUN では Multicore FAST Cache を無効化することをお勧めします。


• SnapView スナップショットおよび MirrorView/A や SAN Copy™（差分セッション）など

の関連するレプリケーションソフトウェアでは、予約済み LUN が必要です。

Multicore FAST Cache は、予約済み LUN のパフォーマンス向上には寄与しませんが、

ライトインテントログおよびクローンプライベート LUN とともに使用されるため、パフォーマンスは損ないません。予約済み LUN で Multicore FAST Cache を無効に

すると、Multicore FAST Cache 全体のワークロードを最小化するのに役立ちます。

Multicore FAST Cache は、予約済み LUN が RAID グループ内に作成されている場合、LUN レベルで無効にできます。予約済み LUN がプール内に作成され、プー

ル内のその他の LUN で Multicore FAST Cache が必要な場合は、予約済み LUN で Multicore FAST Cache を有効なままにできます。

• Multicore FAST Cache では、以前はマルチコアキャッシュに使用できた、ストレージシステムのメモリの一部を使用します。メモリ使用量は、ストレージシステムのモデルと Multicore FAST Cache のサイズによって異なります。

• ヴォールトドライブ内に取り付けられたフラッシュドライブは、Multicore FAST Cache の作成には使用できません。VNX OE ではこの使用方法が制限されます。

• システムで D@RE（保存データ暗号化）を有効にする前に、Multicore FAST Cache を完全に無効にする必要があります。Multicore FAST Cache を無効にすると、 Multicore FAST Cache の内容全体がディスクにフラッシュされます。D@RE を有効にしたあと、Multicore FAST Cache を再度有効にできます。これにより、データの再ウォームアップが必要になります。

障害処理

Multicore FAST Cache として構成されたフラッシュドライブでは、VNX のグローバルホットスペアアルゴリズムが使用されます。グローバルホットスペアアルゴリズムは、グループ

内のいずれかのドライブで障害が発生した場合に、冗長構成の RAID グループを自動的に

オンラインで再構成します。EMC は、プロアクティブホットスペアアルゴリズムを採用して、

この機能性をさらに拡張しました。プロアクティブホットスペアでは、ドライブで障害が発生

しそうになると、これを認識して、障害が起こる前にドライブのコンテンツを先制的にコピー

します。これらの機能を組み合わせることで、各 RAID グループでドライブのさらなる障害へ

の脆弱性を最小限に抑え、データの喪失を防止します。パフォーマンス上の理由から、

Multicore FAST Cache の障害が発生したフラッシュドライブを置き換えるために使用されるのは、FAST Cache で最適化されたドライブだけです。

Multicore FAST Cache グループ内の 1 台のディスクに障害が発生した場合は、そのディス

クが属する、基盤となるミラーペア（RAID 1）のドライブが縮退モードになります。キャッシュページクリーニングのアルゴリズムは、Multicore FAST Cache ページが Multicore FAST Cache のドライブから縮退グループ用の HDD にコピーされ、グループ内のすべてのダーテ

ィーキャッシュページがバックエンドドライブにコピーされる割合を増加します。この場合、 Multicore FAST Cache グループからの読み取り処理のみが許可されます。そのため、冗長

構成でない RAID グループでドライブの障害が発生した場合に、ドライブのデータが喪失す

る潜在的リスクが低減します。


この状態では、縮退グループが対応していた書き込み処理が、残りのグループによって処

理されます。永続ホットスペアまたはドライブの交換によって縮退グループが修復されると、

縮退グループは縮退モードを終了してデータの再ウォームをシームレスに開始します。

注： FAST VP で最適化されたドライブを、FAST Cache で最適化されたドライブのスペアとし

て使用することはできません。

結論

Multicore FAST Cache を使用すると、高い参照のローカル性を持つデータに対して、ストレージシステムがフラッシュドライブクラスのパフォーマンスを発揮できるようになります。このワーキングデータセットによって、フラッシュドライブ上にすべてのデータを配置しなくても IOPS が向上します。Multicore FAST Cache ではアプリケーションからの I/O バーストを吸収するため、HDD の負荷が削減され、ストレージソリューションの TCO の改善に役立ちます。

Multicore FAST Cache は、Unisphere を通じて分かりやすく直感的な方法で管理できます。

Multicore FAST Cache は、FAST VP テクノロジーの補完的機能として使用することができます。この 2 つのテクノロジーを使用すると、使用パターンに応じて最適なストレージ階層

にデータを配置できます。

参考資料

以下に挙げるホワイトペーパーは、EMC オンラインサポートで閲覧可能です。

• EMC Unified Storage System Fundamentals for Performance and Availability

• EMC VNX FAST VP

• EMC Unisphere: Unified Storage Management Solution

• EMC VNX Virtual Provisioning

• Leveraging EMC FAST Cache with Oracle OLTP Database Applications

• EMC® Infrastructure for VMware® View™ 5.0

• Applied Best Practices Guide: EMC VNX Unified Best Practices for Performance

• EMC VNX2: Data-At-Rest Encryption


付録 A：Multicore FAST Cache の構成オプション表 2： Multicore FAST Cache の構成オプションの最大値

ストレージシステムフラッシュ（SSD）ディスク容量 Multicore FAST Cache の最大

容量

VNX5200 100 GB～200 GB 300 GB/600 GB VNX5400 100 GB～200 GB 500 GB/1 TB VNX5600 100 GB～200 GB 1 TB～2 TB VNX5800 100 GB～200 GB 1.5 TB～3 TB VNX7600 100 GB～200 GB 2.1 TB～4.2 TB VNX8000 100 GB～200 GB 2.1 TB～4.2 TB

表 3. ドライブ数に基づく Multicore FAST Cache の特定の構成オプション

ドライブ

数 VNX5200 VNX5400 VNX5600 VNX5800 VNX7600/VNX8000

容量（GB）

100 GB SSD

容量（GB）

200 GB SSD

容量（GB）

100 GB SSD

容量（GB）

200 GB SSD

容量（GB）

100 GB SSD

容量（GB）

200 GB SSD

容量（GB）

100 GB SSD

容量（GB）

200 GB SSD

容量（GB）

100 GB SSD

容量（GB）

200 GB SSD

2 100 200 100 200 100 200 100 200 100 200 4 200 400 200 400 200 400 200 400 200 400 6 300 600 300 600 300 600 300 600 300 600 8 400 800 400 800 400 800 400 800

10 500 1,000 500 1,000 500 1,000 500 1,000 12 600 1,200 600 1,200 600 1,200 14 700 1,400 700 1,400 700 1,400 16 800 1,600 800 1,600 800 1,600 18 900 1,800 900 1,800 900 1,800 20 1,000 2,000 1,000 2,000 1,000 2,000 22 1100 2,200 1100 2,200 24 1,200 2,400 1,200 2,400 26 1300 2,600 1300 2,600 28 1,400 2,800 1,400 2,800 30 1,500 3000 1,500 3000 32 1,600 3,200 34 1,700 3,400 36 1,800 3600 38 1900 3,800 40 2,000 4000 42 2,100 4200


付録 B：FAST VP と Multicore FAST Cache

FAST VP（Fully Automated Storage Tiering for Virtual Pools）は、複数のドライブのタイプ

を含むプールにおける 256 MB のデータスライスに対してサブ LUN レベルでストレー

ジ階層化を実行する機能です。FAST VP は、より多くのアクティブスライス（より頻繁に

アクセスされるデータ）を、最適なパフォーマンスのストレージ階層に自動的に移行し、

あまりアクティブでないスライスをパフォーマンスの劣る（より低コストの）階層に移行す

ることにより、TCO（総所有コスト）を削減します。この機能の詳細については、EMC オン

ラインサポートにあるホワイトペーパー「EMC VNX FAST VP」を参照してください。

表 4. FAST VP と Multicore FAST Cache の機能の比較

Multicore FAST™ Cache FAST™ VP

FAST Cache で最適化されたフラッシュドライブを

使用して、ストレージシステムの既存のキャッシ

ュ容量を拡張できる。

ストレージプールを使用することにより、単一

の LUN で複数のタイプのドライブのメリットを

活用できる。

粒度は 64 KB。粒度は 256 MB。

頻繁にアクセスされるデータを、HDD から FAST Cache で最適化されたフラッシュドライブにコピ

ーする。

一定期間に収集されたアクセスの重み付け平

均の統計に基づいて、異なるストレージ階層

間でデータを移行する。

ワークロードの変化が予測不能かつ非常に動的で、迅速なレスポンスタイムを必要とする場

合に使用する。

ワークロードパターンの変化が予測可能で比

較的少ない場合に使用する。

アクセス頻度の高い HDD のデータを継続的に

Multicore FAST Cache にプロモートする。再配置

サイクルはなし。

データの移行は、スケジュールに従って実行

されるか、再配置ウィンドウを手動で呼び出す。

リアルタイムのモニタリングによって、Multicore FAST Cache にプロモートする必要のあるデータ

を判断する。

1 時間ごとに解析を実行して、移行する必要

のあるデータの部分を判断する。

Multicore FAST Cache と FAST VP を一緒に使用すると、高パフォーマンスで TCO の低い

ストレージシステムを実現できます。たとえば、FAST Cache で最適化されたフラッシュドライブを使用して Multicore FAST Cache を作成し、SAS および NL-SAS ディスクドライ

ブで構成されたストレージプールで FAST VP を使用できます。パフォーマンスの観点では、Multicore FAST Cache にはバーストデータにとっての直接のメリットがあり、 FAST VP は、よりアクティブなデータを SAS ドライブに、あまりアクティブでないデータを

NL-SAS ドライブに移行するという方式をとっています。TCO に関しては、Multicore FAST Cache は、より少ないフラッシュドライブでアクティブデータに対処でき、FAST VP は SASおよび NL-SAS ドライブを使用してディスク使用率と効率性を最適化します。


参照のローカル性が高く、バーストが生じやすいデータに対応するためにストレージシステムのパフォーマンスを直ちに改善する必要がある場合、一般的には Multicore FAST Cache を使用します。一方、FAST VP を使用して TCO を最適化する場合は、保持

しているデータの一定期間のアクセス数および需要に応じて、適切なストレージ階層に

データを移行します。Multicore FAST Cache はパフォーマンス向上を重視し、FAST VPは TCO の改善を重視した機能です。これらの機能は相互に補完し合うため、両方を使

用することで、パフォーマンスを向上させて TCO を削減できます。

Multicore FAST Cache を FAST VP と連携させると、不必要なタスクのためにリソースが

無駄に使用されることがなくなります。次に例を挙げます。

• FAST VP がデータスライスをフラッシュドライブに移行する場合、Multicore FAST Cache では、たとえプロモーション条件に一致しても、そのスライスから 64KB のデータチャン

クを Multicore FAST Cache にプロモートしません。これにより、あるフラッシュドライブか

ら別のフラッシュドライブにデータがコピーされる場合のリソースの無駄がなくなります。

• バーストが生じやすいワークロードで Multicore FAST Cache が有効な LUN のスライス

にある特定の 64KB チャンクへのアクセスが開始されても、FAST VP はそのスライスを

異なるストレージ階層にすぐには移行しません。その代わりに、Multicore FAST Cacheは 64KB チャンクをキャッシュにプロモートします。64KB チャンクがプロモートされたあと、

I/O 動作の大部分は Multicore FAST Cache から実行されます。その結果、バックエンド

LUN でのアクティビティが減少し、FAST VP では、より高いストレージ階層へのスライス

の移行が不要になることがあります。この場合、アプリケーションのワークロードで一時

的なバーストが発生すると、FAST VP によるデータ移行の開始が回避されます。

• 前述のシナリオに対し、アプリケーションワークロードが持続的に増加している場合、 Multicore FAST Cache は、HDD LUN にデータを書き戻して、新たなプロモーション用の領域を作成する必要があります。この処理は、バックエンドのアクティビティとして登録

されます。最終的に、FAST VP は、より高いストレージ階層（フラッシュドライブを選択できる）へのデータスライスの移行をスケジュールします。この移行が完了した際に、

Multicore FAST Cache は、フラッシュドライブのストレージ階層の既存データをプロモートしません。

• 結果的に、FAST Cache で最適化されたフラッシュドライブを Multicore FAST Cache に

使用するほうが、I/O 使用パターンが変化したときのパフォーマンスのメリットが大きく、

レスポンスタイムも速くなります。ただし、DRAM キャッシュのパフォーマンス向上により RAID 1 アーキテクチャがオフセットされるため、Multicore FAST Cache では、パリティのオーバーヘッドが高くなる欠点もあります。パフォーマンスのメリットは、HDD への書き

戻しではなく、Multicore FAST Cache 内の I/O の DRAM からフラッシュドライブへのフラ

ッシュによるものです。


付録 C：Multicore FAST Cache とストレージシステムキャッシュの比較 Multicore FAST Cache は、半導体ベースのストレージテクノロジーです。この機能は、ストレージシステムの高速で容量が限られた DRAM キャッシュと、より低速で容量の大きい HDD の間に、フラッシュメモリベースで大容量のセカンダリキャッシュ層を提供します。

表 5. DRAM メモリと Multicore FAST Cache の比較

特性 DRAM キャッシュ Multicore FAST Cache

位置 CPU の最も近くに位置し、レーテ

ンシーが最も低い。 CPU から一段離れたところにあり、

DRAM キャッシュより速度が遅い。レスポンスタイムレスポンスタイムは数ナノ秒から

数マイクロ秒程度。レスポンスタイムは数マイクロ秒

から数ミリ秒程度。アップグレード性アップグレードできない。ストレージシステムのモデルとフラ

ッシュドライブのサイズに応じて、

サポート対象のすべてのモデルお

よびオプション単位でアップグレー

ド可能。 Operation 読み取り処理と書き込み処理を

単一の領域で行う。ストレージシステムのモデルとフラ

ッシュドライブのサイズに応じて、

サポート対象のすべてのモデルお

よびオプション単位でアップグレー

ド可能。 Capacity Multicore FAST Cache に比べて

サイズが制限される。 DRAM キャッシュよりはるかに大

容量に拡張できる。粒度粒度が非常に高く、実質的に I/O

サイズで処理される。キャッシュページのサイズは固定されている

（8 KB）。

64 KB の粒度のエクステントで動

作する。

可用性障害発生時に、資格のある担当

者がサービスを交換する必要が

ある。

障害発生時に、別のフラッシュドライブのホットスペアにより故障

したドライブが自動的に交換され、

故障したコンポーネントはユーザ

ーが交換できる。電源障害コンテンツは揮発性であるため、

停電時には失われる。コンテンツは不揮発性で、停電時

にも維持される。


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EMC VNX Multicore FAST Cacheƒ›ワイト ペーパー 要約 このホワイト ペーパーでは、新しいVNX®ストレージ システムにお けるEMC ® Multicore FAST

EMC VNX Multicore FAST Cacheƒ›ワイトペーパー要約このホワイトペーパーでは、新しいVNX®ストレージシステムにおけるEMC ® Multicore FAST