VeloBit HyperCache
高性能SSDキャッシュソフトウェア

株式会社ＯＰＥＮスクエア

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東京都千代田区神田紺屋町１７番 ＳＩＡ神田スクエア２Ｆ

お問合せ先： info_os@opensquare.co.jp
2013/8/25

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1高まる大量データ処理の性能向上
増え続けるデータ量と処理件数顕在化した問題
システム応答の遅延
バッチ処理時間の増加

高性能なハードウェアに期待
2013/8/25

Copyright OPENSQUARE. All rights reserved2ハードウェアの進化
HDDのI/O性能がサーバの性能向上のボトルネック！！
CPU性能

CPU性能は飛躍的に向上

性
能
HDD容量
メモリ容量
FC帯域

データ量の増加に伴い容量も拡大

HDD回転数

2000

2005

2010

2015

大量データを高速に処理するにはストレージI/Oの高速化が必須
2013/8/25

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SSDへの期待3

SSDへの期待 ミリ秒からマイクロ秒の世界へ
プライマリストレージ（部分的）プライマリストレージ

SSDをプライマリストレージの一部として利用する。
この場合、どのデータを何時SSDに格納するかを決める必要がある。ユーザーはSSDにデータを移動するための操作を行う必要があり、そのデータを利用するアプリケーションに正しい保存場所を教えなければならない。

SSDをプライマリストレージとして利用し、全てのデータをSSDに保管する。オールフラッシュ（SSD)のストレージ製品も市場に登場している。

ＳＳＤでの良さは知ってるけど、、SSDキャッシングコントローラー（ソフトウェア、サーバに組み込まれたRAIDコ ントローラー、ハイエンドの外部ディスクコントローラーなど）が、従来のディスクストレージの前に置かれるキャッシュとしてSSDを利用する。キャッシングコン
トローラーは頻繁にアクセスされるデータ（「ホットデータ」とも呼ばれる）を特定し、このデータを自動的にSSDメディアに移動する。

2013/8/25

コストが？信頼性は？
第４の選択肢SSD＋RAMキャッシング
SSDとRAMを利用して大容量の仮想キャッシュ領域を構成する。アプリケーション及びデータの移動などは一切不要で導入が可能である。
また、RAMも併用することから通常のSSDよりも高速なI/O性能を実現する。

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4VeloBitでSSDドライブの課題解消
SSD課題－1

エンタープライズ
SSD

高速処理をしたいがコストが大変・・
処理速度

信頼性

SSD課題－2
高回転HDD

ﾆｱﾗｲﾝHDD
記憶容量

ＶｅｌｏＢｉｔ ＨｙｐｅｒＣａｃｈｅで課題を克服
ＳＳＤ ＋ RAMを利用した独自のキャッシュアルゴリズムにより高速I/Oを実現
・重複排除とデータ圧縮によるSSDの書込回数削減
・あらゆるメーカのSSDをサポート
2013/8/25

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5VeloBit HyperCacheとはRAM（メインメモリー)とSSDを組み合わせた仮想キャッシュ領域を使って高速な読込/書込を実現するソフトウェア

システム変更不要（仮想キャッシュ領域）

アプリケーションの入出力要求は透過的にVeloBiｔを経由して行われますので、アプリケーションの変更は一切不要

高ヒット率を実現
独自のキャッシュ・アルゴリズム（Contentd Locality）による高ヒット率を実現

高速なアクセスを実現
RAMを組合せて利用することで、SSD以上の高速アクセスを実現

2013/8/25

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6VeloBit HyperCacheの動作
ブロックレベルインターフェースを介してデータをアクセス。
アプリケーションの変更は不要です。
VeloBit HyperCacheソフトウェアはWindows, Linux OSを搭載したサーバーにインストール。
サーバーOS、ストレージに対する変更は不要です。
メモリーと、SSDをキャッシュレイヤーとして仮想キャッシュ領域を構築 ＝ キャッシュの高速、大容量化を実現。
革新的なContents locality アルゴリズムを使用。
Readキャッシュだけでなく、Writeキャッシュをサポート。
SSDの高速書き込みを享受。
同一アプリケーションによるリードライトに対し、高いIOサービス性能を発揮
キャッシュにデータが一杯になった場合でも、ストレージに対し、高速書き出しを実行し、アプリケーションに対してはキャッシュ無しのクオリティーでのIOサービスを提供。
7

2013/8/25

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7先進のキャッシュ・アルゴリズムを採用
Contents Locality

Reference ブロック：最も典型的なデータを持つ参照データ・ブロック。
Reference ブロックとしてキャッシュに登録し、更新する。
Associate ブロック：Reference ブロックと類似性がある。

ブロックの差分部分を圧縮してSSDに保存

Associate ブロック：Reference ブロックと類似性がある。

読み出し時はデータを元通りに再生し、転送。

Independent ブロック：類似性が無い。Dirty ブロックとしてキャッシュ内に一時的に保存

2013/8/25

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8VeloBit HyperCache 書き込みオペレーション
アプリケーションからのデータ書き込みは総て、VeloBit HyperCacheレイヤーを介して実行。
シーケンシャルデータフィルタリングを選択すると、大容量シーケンシャルデータは直接ストレージに書き込まれる。
データは一旦キャッシュに保存される。

キャッシュからストレージへの書き出しは以下の3つの条件で書き出される。
SSDとストレージがアイドル状態の場合。
Write Depth(データのキャッシュ内での最長保持時間)設定時間に達した場合。
キャッシュレイヤーの仮想領域が一杯になった場合。
2013/8/25

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9VeloBit HyperCache 読み込みオペレーション
アプリケーションからのデータ読み込みは総てVeloBit HyperCacheレイヤーを介して実行。
キャッシュ内のデータ(Reference ブロック、Associate ブロック、および、Independent ブロック)はヒットすればそのまま返す。
キャッシュデータでヒットしない場合、データはプライマリーストレージから返される。同時にContents Localityのアルゴリズムにより、キャッシュ内データをアップデート。

2013/8/25

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10VeloBit HyperCacheが有効な環境
仮想化環境＊Vmwareは近日対応予定

ホスティング ＆ クラウド

データベース

対応OS
WindowsLinux••

WindowsServer2008R2
WindowsServer2012

2013/8/25••••

RedHat Enterprise LinuxCentOS
ScientificLinux
Oracle Enterprise Linux
上記各OSver 5.5、5.6、5.7、6.0、6.2•
Ubuntu Linux 10.04、11.04、11.10
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11VeloBit HyperCacheの特徴
１．Contents LocalityアルゴリズムによりSSD寿命を軽減。

２．SSD + RAMを仮想的にキャッシュエリアとして使用。
３．インラインスピードでの処理。(Read/Write)

４．仮想環境下で動作可能。
５．コンシューマSSD～エンタープライズSSDまで対応

６．ストレージキャッシュ管理として有効。
他社の安価キャッシュソフトの大半がローカルドライブのみ対象

７．僅か１０分間で簡単にインストール
2013/8/25

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12適用ケース：VeloBit ＋ MySQLIBM DS420
4Gb FCIntel 320
SATA SSD
Fusion-Io
Pcle SSD

Server Configuration (Linux)
Supermicro X8DAH+-F
2x Intel Xeon X5680, 3.33 GHz, 12 total cores, 24 total logical processors
144 GB RAM
Internal boot SATA SSD
8 Gb/s Fibre Channel Host Bus Adapter (HBA)SSD Cache Devices
Fusion-io io-Drive, 160 GB, PCIeIntel 320, 300 GB, SATA

430TpmC

Storage Systems

3,449TpmC

1012TpmC

8.02倍

2.35倍

・ IBM DS4200 with 4 Gb/s host interface

Operating Environments
・ Linux: Centos 5.6, kernel: 2.6.32-220.7.1.el6.x86_64
出展：Demartek社VeloBit SSD Caching Software Evaluation July 20122013/8/25

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13End

VeloBit + MySQL TPC-Cテスト結果
TpmC
7000

6000
5000
VeloBit有 SSD

4000

VeloBit有 HDD
VeloBit無 SSD

3000

VeloBit無 HDD
2000100001

DBMS
測定ルール

2013/8/25

234

56

78910

回数MySQL ５．１．６９
tppｃ－ｍｙｓｑｌ

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