CacheCadeの概要
CacheCadeは、Dell認定のエンタープライズSSDを追加してPERC RAIDコントローラー キャッシュを拡張することにより、ホスト ベースのRAID環境でデータベース型アプリケーション プロファイルのコスト効率の優れたパフォーマンス拡張性を提供します。
CacheCadeは、データ セット内の頻繁にアクセスされる領域を識別し、このデータをDell認定のエンタープライズSSD（SATAまたはSAS）にコピーします。これにより、一般的なランダム読み取りクエリーを基盤となるHDDではなくCacheCade SSDに送信することにより、レスポンス タイムを短縮できます。
CacheCade SSDは、最大512 GBの拡張キャッシュをサポートしますが、すべて同じインターフェイス（SATAまたはSAS）である必要があり、RAIDアレイが存在するサーバーまたはストレージ エンクロージャに含まれている必要があります。CacheCade SSDはRAIDアレイの一部にはなりません。
CacheCadeは、PERC H700/H800 1 GB NVキャッシュおよびPERC H710/H710P/H800 RAIDコントローラーでのみ使用できる標準機能です。
CacheCade SSDは、PERC BIOS設定ユーティリティーまたはOpenManageを使用して設定できます。
SSDを使用したCacheCade
『
Dell OpenManage Server Administrator Storage Management User's Guide』
CacheCadeは、ハード ディスク ドライブ(HDD)ベースの仮想ディスクのランダム読み取りのパフォーマンスを向上させるために使用されます。ソリッド ステート ドライブ（SSD）は、ソリッド ステート メモリーを使用して永続的なデータを保存するデータ ストレージ デバイスです。SSDを使用すると、ストレージ デバイスからのI/Oパフォーマンス（IOPS）および/またはMbpsでの書き込み速度が大幅に向上します。Dellストレージ コントローラーでは、SSDを使用してCacheCadeを作成することができます。CacheCadeは、ストレージI/O操作のパフォーマンスを向上させるために使用されます。CacheCadeを作成するには、Serial Attached SCSI（SAS）、またはSerial Advanced Technology Attachmen（SATA）SSDのいずれかを使用します。
SSDを使用したCacheCade
「
Dell EMC OpenManage Server Administrator（OMSA）のサポート」
CacheCadeは、ハード ディスク ドライブ(HDD)ベースの仮想ディスクのランダム読み取りのパフォーマンスを向上させるために使用されます。ソリッド ステート ドライブ（SSD）は、ソリッド ステート メモリーを使用して永続的なデータを保存するデータ ストレージ デバイスです。SSDを使用すると、ストレージ デバイスからのI/Oパフォーマンス（IOPS）および/またはMbpsでの書き込み速度が大幅に向上します。Dellストレージ コントローラーでは、SSDを使用してCacheCadeを作成することができます。CacheCadeは、ストレージI/O操作のパフォーマンスを向上させるために使用されます。CacheCadeを作成するには、Serial Attached SCSI（SAS）、またはSerial Advanced Technology Attachmen（SATA）SSDのいずれかを使用します。
次のシナリオでは、SSDを使用してCacheCadeを作成します。
- アプリケーションの最大パフォーマンス - SSDを使用してCacheCadeを作成し、無駄な容量を必要とせずにより高いパフォーマンスを実現します。
- アプリケーションの最大パフォーマンスと容量の向上 - SSDを使用してCacheCadeを作成し、CacheCadeと高パフォーマンスSSDの容量のバランスを調整します。
- 容量の増加 - 追加のHDD用のスロットが空でない場合は、SSDを使用してCacheCadeを作成します。これにより、必要なHDDの数が削減され、アプリケーションのパフォーマンスが向上します。
CacheCade機能には、次の制限事項があります。
- CacheCadeの作成には、適切なデル識別子を持つSSDのみを使用できます。
- SSDを使用してCacheCadeを作成した場合でも、SSDプロパティは保持されます。後で、SSDを使用して仮想ディスクを作成することができます。
- CacheCadeにはSASドライブまたはSATAドライブのいずれかを含めることができますが、両方を含めることはできません。
- CacheCade内の各SSDは、同じサイズである必要はありません。
- CacheCadeのサイズは、次のように自動的に計算されます。CacheCadeのサイズ = 最小SSDの容量 * SSDの数。
- SSDの未使用部分は無駄になります。追加のCacheCadeやSSDベースの仮想ディスクとして使用することはできません。
- CacheCadeを使用したキャッシュ プールの合計容量は512 GBです。512 GBを超えるCacheCadeが作成された場合、ストレージ コントローラーは512 GBのみを使用します。
- CacheCadeは、1GB NVRAMおよびファームウェア バージョン7.2以降を搭載したDell PERC H700およびH800コントローラー、およびPERC H710、H710P、H810でのみサポートされます。
- ストレージ エンクロージャーでは、仮想ディスクおよびCacheCadeを含む論理デバイスの合計数は64を超えることはできません。
| 注： |
| CacheCade機能は、2011年（暦年）の前半から利用可能です。 |
| 注： |
| 仮想ディスクに対してCacheCadeを使用するには、HDDベースの仮想ディスクの書き込みおよび読み取りポリシーがライト バックまたは強制ライト バックであり、読み取りポリシーが先読みまたは適応先読みに設定されている必要があります。 |
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パフォーマンスの測定
ユーザーは、ソリッドステート ストレージのメリットを確認できるように、SSDおよびCacheCade™デバイスをテストするための最適な方法を理解していない場合があります。この記事では、ほとんどのパフォーマンス テスト ツールに一般的に適用できる最適なパフォーマンス仕様に関するガイダンスを提供します。
パフォーマンス テスト ツールを使用して最適なパフォーマンスを達成することは、もちろん、テスト対象のデバイスの動作方法に関するユーザーの理解レベルに依存します。
ブロック長：SSDおよびCacheCadeデバイスは、大きなブロックではなく小さなブロック長で使用する場合に最適に動作します。Ioが読み取り中または書き込み中の場合、アクティブ セルを選択するプロセスは電子的であり、機械的ディスクのように物理的なヘッドの動きには依存しません。これは、ソリッドステート デバイスでは小ブロック ランダムIOに非常に迅速に応答し10,000 IOPS以上に到達する可能性がありますが、機械的ディスクでは200 IOPSを超えることは難しいということです。
キューの深さ：SSDは深いキュー深度を備えており、ほとんどの場合64個の未処理IOに対応しており、一般には16個の未処理IOに対応する標準のSASディスクよりもはるかに高性能です。この深いキュー深度により、ディスクに対する柔軟性が大幅に向上し、コントローラーへのディスクの依存が軽減され、タイムリーにIOが提供されます。コントローラーは、可能な場合はキューを維持し、キューを使用することでコントローラーで待機することなくディスクを操作できます。
テクノロジーが変化し、SSDがより多くのタスクを並行して実行するようになるにつれて、ディスク キューの深さが同様に再度深くなります。パフォーマンス テスト ツールを使用して、最も効果的なキューの深さを調査する必要があります。そのため、このキューの深さを随時増やすと、さまざまなデバイスの数値が向上する可能性があります。
キャッシュバインド：パフォーマンス ツールがキャッシュバインド（すべてのIOがコントローラー キャッシュによってサービスを受けるようになっている）でないことが重要です。キャッシュバインドは、テスト ファイルのサイズが正しく指定されておらず、テスト ファイルのサイズがコントローラー キャッシュに完全に収まる場合に発生します。キャッシュバインドが発生すると、IOがディスクに到達することはなく、IOに対して返されるパフォーマンスは通常PCIバスの速度によって制限されるため、3GB/秒を超える誤ったパフォーマンスの数値が観察される可能性があります。コントローラー キャッシュよりも大きいテスト ファイル サイズを選択することで、常にキャッシュで対応できないようにします。
CacheCade
CacheCadeは、標準のSSDドライブとは異なる方法でベンチマークを実行する必要があります。これは、このテクノロジーは読み取り要求のキャッシュにのみ使用され、書き込み要求には使用されないためです。したがって、ブロックの読み取りまたは書き込みの標準的な方法論ではキャッシュが準備されていない限り、予想される結果が得られないため、ユーザーがCacheCadeソリューションのベンチマークを行う場合に課題が発生します。
CacheCadeのこの特性をさらに詳しく説明するには、機械的ディスクが読み取りキャッシュのみであり、IOMeterを実行してCacheCadeが期待されるパフォーマンスを提供可能であることを検証する状況を考えてください。IOMeterは最初にテスト ファイルを作成し、そこからIO操作を実行します。このファイルはターゲット ストレージに書き込まれるため、ファイルはCacheCadeによってキャッシュされません。その後、IOMeterはファイル上でIO操作を実行し始めますが、すでに理解しているように、ファイルが現在キャッシュにないため、初期IO操作は機械的ディスクで実行されます。この初期キャッシュ ミス（要求されたデータがキャッシュで使用できない場合）は、パフォーマンス分析の最初の部分に悪影響を及ぼすため、統計からこのパフォーマンス ヒットを排除するために手順を実行する必要があります。また、CacheCadeは、データのホット スポットのみにキャッシュを実装します。つまり、キャッシュされる前にデータに頻繁にアクセスする必要があります。また、この影響を克服して、実際のレベルでパフォーマンスを測定する必要もあります。
期待値を達成するには、テスト ファイルに十分にアクセスして確実にキャッシュされるようにする必要があります。これを行うには、IOMeterで長時間読み取りテストを実行したままにします。テスト ファイルのサイズとIO操作の速度（MD/秒）によって、ファイルがキャッシュされるまでにかかる時間が決まることに注意してください。ファイルはキャッシュされる前に複数回読み取る必要があるため、ファイルのサイズを速度（MB/秒）で割って5を掛けることで、5倍に相当する時間ファイルを読み取ることになります。
たとえば、4GBのテスト ファイルが40MB/秒で読み取られる場合は、4GB/40MB = 100秒、100秒 * 5 = 500秒読み取ります。
この例では、5回分に相当する読み取り処理をファイル全体で実行するためには、少なくとも8.5分間読み取りテストを実行したままにする必要があります。この時刻は、キャッシュの「ウォーム アップ時間」と呼ばれます。
8.5分以上のウォーム アップを完了した後、パフォーマンス テストを終了します。これにより、アプリケーションを閉じた後もファイルが保持されるため、CacheCadeからデータをフラッシュするプロセスがなくなり、そのためにIOMeterのテスト ターゲット ファイルはキャッシュされたままになります。次に、同じパフォーマンス アプリケーションを再起動し、同じターゲット ドライブを選択します。IOMeterがファイルからの読み取りを開始すると、データはすでにキャッシュに存在し（キャッシュヒット）、パフォーマンスは最適化された状態のCacheCadeと似ています。
重要なポイント：
他のパフォーマンス測定ツールを実行する場合は、いくつかの設定に関する推奨事項に従う必要があります。
SSDおよびCacheCadeの場合：
- ブロック長：IOPSを測定するには、ディスク セクターのサイズに一致するブロック長を使用します。これにより、効率的なトランザクションの数が最も多くなります。この値は4kBにする必要があります。小さいブロック長を選択しても、4Kディスク セクター全体を読み取り/書き込む必要があるため、非効率的になります。大きなブロック長を選択しても、IOPSの有効な測定値は得られません。
- キューの深さ：少なくとも64個の未処理IO（「QD」とも呼ばれる）を提供します。キューの深さを96、128、および256まで拡張し、毎回テストを再実行して、パフォーマンスが安定する個所を確認します。
特にSSDの場合：
ファイル サイズのテスト：第1レベル キャッシュよりも大きいテスト ファイル サイズを選択します。PERC H700およびH710では、第1レベル キャッシュは512MBまたは1GBであり、PERC H710pでは1GBです。ファイル サイズを小さくすると、コントローラーはキャッシュ内ですべてのIO操作を実行でき、有効な結果が得られません。
特にCacheCadeの場合：
キャッシュ ウォームアップ：CacheCadeは読み取り処理のみをキャッシュします。完全なパフォーマンス テストを開始する前に、同じベンチマークを実行してテスト ファイルから大量の読み取りを実施してキャッシュをウォームアップします。データセット（テスト ファイル）が大きいほど、ウォームアップが長くなります。Linuxのfioなどの一部のパフォーマンス ツールでは、ウォームアップを実行可能なランプタイム オプションが提供されています。