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フラッシュカードで低コストにデータベースを高速化

 
  • データベースのパフォーマンスの劣化を防ぎたい
  • データベースを高速化したいが、費用はかけたくない・・・
  • シンプルで安心して運用できるデータベースサーバが欲しい
  • ハードウェア/ソフトウェアの導入費用、保守費用を抑えたい・・・

そんな課題にお応えするのが、フラッシュカードによる低コストなデータベース高速化ソリューションです。

安く!簡単に!高速化を実現するフラッシュカード

フラッシュカードを使うだけで、簡単に、しかも安くデータベースを高速化できます。

記憶階層とアクセスレイテンシの違い

まず、アクセスレイテンシの違いを整理しておきましょう。
アクセスレイテンシとは、記憶装置に対して、データ転送などの要求をしてから、その結果が返送されてくるまでの時間のことを指します。この時間が短ければ短いほど、データを高速に処理することができます。

サーバにおける記憶階層のアクセスレイテンシは、プロセッサの演算ユニットから遠くなればなるほど、時間がかかります。
プロセッサの中でも、コアの内部はピコ秒・ナノ秒レベルでデータの受け渡しが出来ますが、プロセッサの外部にあるHDDでは、ミリ秒の時間がかかります。

記憶階層とアクセスレイテンシの違い

【参考】

ピコ秒・・・ 0.000 000 000 001秒、
ナノ秒・・・ 0.000 000 001秒、
マイクロ秒・・・ 0.000 001秒、
ミリ秒・・・ 0.001秒

SPARC M10におけるストレージ構成と、フラッシュカード構成の違い

従来、データベースの高速化を実現するためには、高性能なHDDを大量に必要としていました。特にRAID構成など、より大量のHDDを必要とする場合は、サーバとは別にストレージ装置を用意し、そこにHDDを搭載していました。
CPUとメモリが超高速に通信できるSPARC M10を利用しても、ストレージ装置に搭載したHDDにデータを格納しているため、アクセスレイテンシが大きく、サーバ内部の通信速度に比べるとデータのやり取りが低速になっています。

HDD増設によるデータベースの高速化

フラッシュカードによるデータベースの高速化

一方で、PCI Expressカードタイプのフラッシュカードストレージは、SPARC M10に直接搭載することが出来ます。ストレージ装置などの周辺装置を購入することなく、低価格なデータベースストレージが構築できます。
また、SPARC M10に搭載されているSPARC64 X+ / SPARC64 X プロセッサは、System on Chipを採用し、プロセッサ上にCPU間インターフェースや、メモリコントローラ、およびPCI Express 3.0インターフェースを内蔵しています。そのため、プロセッサに直結したフラッシュカード上でデータベースを稼動させることができます。データベースのI/Oレスポンスを高速化し、データベースサーバを高速化します。
さらに、フラッシュカードはRAID構成が設定できるため、システムを稼働させたまま、フラッシュカードの交換が可能です。

性能検証:大量データの読み込みに最適なフラッシュカードストレージ

実際に、データを外付けのHDDに格納した場合と、プロセッサに直結したフラッシュカードに格納した場合で、どれ程のデータベース処理速度に差が生じるのか、検証してみました。

検証構成

サーバのCPUやメモリは同じ環境とし、ストレージ部分のみ、HDD構成とフラッシュカード構成の2種類を用意して、実際にデータベースの処理時間を検証しました。

データベース性能検証構成

HDD構成
機種 SPARC M10-1
CPU SPARC64 X(2.8GHz/16コア)
メモリ 64GBメモリ
ストレージ HDD(15krpmディスク)
300GB x 8本(RAID1+0構成)
フラッシュカード構成
機種 SPARC M10-1
CPU SPARC64 X(2.8GHz/16コア)
メモリ 64GBメモリ
ストレージ フラッシュ Accelerator F40カード
400GB x 2枚(RAID1構成)

検証結果

データベース全体の処理時間の比較をグラフにしました。Read時間が20分の1になり、Write時間が16分の1まで高速化できたため、フラッシュカード構成の方が、HDD構成よりも処理速度が速いことがわかります。特に、フラッシュカード構成では、大量データを読み込む処理に最適であることがわかりました。
(業務内容により性能の向上率は異なりますので、一律に性能向上を保証するものではありません。)

データベース性能検証結果

フラッシュカードストレージの導入事例

データベース基盤に富士通のUNIXサーバ SPARC M10と、Oracle Database、およびフラッシュカードストレージをご採用いただいている事例をご紹介します。

フジテック様

フジテック様では、基幹システムの統合データベースに「SPARC M10」を導入いただき、SPARC M10とフラッシュカードの組み合わせにより、既存システムと比較して最大17倍の性能向上を実現しました。フラッシュカードによるデータベースシステムのI/O性能向上、SPARC M10の仮想化機能による待機サーバの有効活用などにより、ソフトウェアライセンス費も最適化に成功しました。

ミツカングループ様

ミツカン様では、基幹システムの販売実績データと連携した情報系システムのリプレースにあたり、複数ベンダーのサーバ製品を対象にベンチマークを実施し、性能とコストのバランスに優れたSPARC M10 とフラッシュカードの組み合わせをご採用いただきました。検索性能を最大12倍、バッチ処理は最大5倍に向上しています。

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