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【入門!FlashArray】 第1回 「FlashArrayのハードウェア」

ストレージ / HCI
2021.12.20

 

パッと手軽にPure Storageの特長を掴みたい。

 

そんなあなたのために、Youtubeで「5分で理解(わか)る、FlashArray!」動画シリーズを公開中です。ぜひこちらも合わせてご覧ください!

==========以下本編==========

こんにちは、SB C&S 中田です。

入門!FlashArrayシリーズでは、Pure Storageのフラグシップモデル「FlashArray」についてより多くの人にその魅力を知っていただけるよう、わかりやすく、を第一に記事を書かせていただきます。
より深い内容を知りたい方は、本サイトにて連載している「実践!FlashArray」シリーズや、弊社にて実施しているハンズオントレーニングにご参加いただけますと幸いです。(ハンズオントレーニングは不定期開催のためセミナー一覧にない場合もございます。ご容赦ください。)

また、「【まずはここから】ゼロからわかるPure Storage」の内容を前提として書いておりますので、まずはそちらをご覧ください。

さて、入門シリーズ初回である今回は、FlashArrayのハードウェアについてのご紹介です。筐体の全体構成、前面(ドライブ格納側)、背面(コントローラー格納側)の順に説明いたします。

 

筐体の全体構成

FlashArrayの現行最新モデルは、FlashArray//X R3です(2021年12月現在)。本記事ではこちらを前提として解説していきます(XLシリーズおよびCシリーズは今回の解説の対象には含んでいません)。

Xシリーズには、X10,20,50,70,90というパフォーマンスの異なる5種類のコントローラーモデルが展開されています。

ベースシャーシは、FlashArray//Xシリーズ全てのコントローラーモデルにおいて3Uで統一されています。このベースシャーシ内に、2台のストレージコントローラー、最大20本のフラッシュデバイス、最大4本のNVRAM、2台のPSUが搭載されます。これらのコントローラー、フラッシュデバイス、NVRAM、PSUは全て冗長構成となっています。またコントローラーの大きさが統一されていることによって、コントローラーの性能を上げるためコントローラーを上位モデルに交換する場合にも、サービス提供を停止することなくコントローラーの交換のみで対応が可能となります。
さらに、エントリーモデルをのぞき最大2台の拡張エンクロージャーの接続が可能です。拡張エンクロージャーも同様に3Uですが、こちらは最大28本のフラッシュデバイスが搭載可能となっています。

front.png

back.png

exp.png

 

前面

FlashArrayベースシャーシ前面のドライブベイには、"Direct Flash Module"および"Direct Memory Module"が搭載されます。またNVRAMは、モデルにより2本または4本が搭載されます。
以下では、これら3つのデバイスについて説明します。

Direct Flash Module

dfm.png

"Direct Flash Module" (以降DFM) はPure Storage独自開発のNVMe対応フラッシュデバイスです。
従来のSSDで利用されていたSAS/SATA接続はもともとHDD向けに開発された規格です。フラッシュデバイスの容量が高密度化してきた現在では必要とされる転送速度も比例して増加していき、従来の接続はボトルネックとなることもありました。
それに対してDFMはPCIeのバスを直接利用するNVMeを採用することで転送速度のボトルネックを排除しており、従来よりも容量密度・パフォーマンスに優れたデバイスとなっています。

Direct Memory Module

dmm.png

"Direct Memory Module" (以降DMM) はStorage Class Memoryと呼ばれる、パフォーマンスとしてはメインメモリとストレージの間に位置する、不揮発性半導体を利用したフラッシュデバイスです。
ハイエンドモデルでのみ搭載可能なデバイスとなっており、ベースシャーシのドライブベイに最大8本搭載されます。
このDMMはドライブベイに搭載されるものの、ストレージ容量を増やすのではなくキャッシュ領域として搭載されます。ハイエンドモデルにおけるストレージパフォーマンスの増強が必要となった際の選択肢、として覚えていただければ幸いです。

NVRAM Module

NVRAM.png

NVRAM Moduleは、専用のメモリとスーパーキャパシタ(バッテリー)を搭載したキャッシュデバイスです。コントローラーモデルによって2本または4本搭載され、書き込まれたデータは常にこのNVRAM上で冗長化されています。バッテリーにより電源供給が止まってもデータを不揮発性のフラッシュデバイスに書き込むまでは電源を供給することが可能となっており、データロスのないI/Oを実現します。
NVRAM自体は多くのストレージで採用されていますが、その多くはコントローラー上に搭載されています。しかしFlashArrayではこのNVRAM Moduleをコントローラーから独立した取り外し可能なデバイスとして構成しています。これによって、NVRAM Moduleの故障時でもコントローラーの冗長性を損なわずに交換することが可能です。

 

背面

背面には、2台のストレージコントローラーおよびPSUが搭載されています。冗長化された2台のコントローラーはActive-Standbyで動作しますが、ネットワークパスとしてはSandby側も利用可能です。また2台のPSUによって電源も冗長化されています。

コントローラー

port.png

PSUに接続する電源は、X10,20では100V,200Vのどちらも利用可能、X50,70,90では200Vのみ利用可能です。

2台のストレージコントローラーは上段がCT0、下段がCT1と呼ばれています。
コントローラー上には複数のポートが搭載されますが、搭載位置によってFC/iSCSI、管理用、レプリケーション用、拡張シェルフ用のどれかの役割が事前に割り当てられています。また、空いたスロットにはFCまたはiSCSIのNICかHBAのみ搭載することが可能ですが、デフォルトの構成でも各役割ごとにポートは2つ以上が搭載され、冗長化されています。図ではこれらのポートの位置、およびこれらのポートに割り当てられた役割を説明しています。

 

今回はFlashArrayのハードウェアについて紹介しました。次回はFlashArrayのアーキテクチャについて紹介します。ご覧いただけると幸いです。

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著者紹介

SB C&S株式会社
技術統括部 第1技術部 2課
中田 浩嗣