NTT ソフトウェアイノベーションセンタが、不揮発性メモリNVDIMMを活用したデータベース高速化を検証

ソリューション

HPE Persistent Memory搭載 HPE ProLiant サーバーを検証環境に採用

HPE ProLiantサーバーで利用できる不揮発性メモリ製品「HPE Persistent Memory」は、業界に先駆けて2016年4月から提供されている。業界標準のNVDIMM-N技術をベースに、メモリならではの高速アクセスと永続的にデータを保持するストレージの特長を兼ね備えたソリューションだ。「HPE Smartストレージバッテリー」を利用し、サーバー本体の電源が失われても、最大16基のHPE Persistent Memoryに対してフラッシュデバイスで安全にデータを保護することができる。

「私たちのチームでは、オペレーティングシステムや仮想化技術など、基盤システムソフトウェアに関わる研究テーマの一環として『データストアの高速化』を掲げています。AIやIoTを存分に活用するための基盤システムには、より高速なデータストアが欠かせません。不揮発性メモリ（NVDIMM）と、そのパフォーマンスを最大化するシステムライブラリ（PMDK）が突破口になると考えました」と、分散処理基盤技術プロジェクト主任研究員の石崎晃朗氏は話す。

チームがNVDIMM向けに最適化された「Non-Volatile Memory Library（NVMライブラリ）」に着目したのは2015年のことだった。インテルが開発を主導するNVMLは、2017年12月にPMDK （Persistent Memory Development Kit）と名称を変更している。＊http://pmem.io/

「HPEからNVDIMMを実装する商用サーバーが登場し、不揮発性メモリの本格的な普及を確信しました。私たちはさっそくHPE ProLiant DL360サーバーを採用して、NVDIMMとPMDKによる検証に着手しました。これまで蓄積してきたPMDKのノウハウを、I/O負荷の高いPostgreSQLに適用することでどれだけの効果が得られるか、具体的な数値として示したかったのです」（石崎氏）

「NVDIMMとPMDKによるPostgreSQL高速化の効果」を数値化するこの検証が、アプリケーション開発者やOSSコミュニティへ与える影響は計り知れない。

「従来のアプリケーションは『ストレージI/Oが低速である』ことを前提に、高速なメモリへのキャッシュなど様々な工夫を施してきました。不揮発性メモリ（NVDIMM）の実用化によって、そうしたプログラミングのパラダイムが一変する可能性を秘めています」（日高氏）

ベネフィット

インメモリコンピューティングからメモリドリブンコンピューティングへ

HPEが提供する不揮発性メモリ「HPE Persistent Memory 」は、8GBおよび16GB NVDIMM製品として提供されている。さらに、1TBという大容量を利用可能にする「HPE Scalable Persistent Memory」も発表されている。汎用的なDRAMにバッテリーを組み合わせて、不揮発性メモリのように利用できるパッケージ製品だ。

「HPE Scalable Persistent Memoryのようなエンタープライズクラスの製品を、業界に先駆けて提供し続けるHPEには、サーバーベンダーとしての底力を感じます。個人的な見解ですが、サーバーが4TB以上の不揮発性メモリを搭載できると、オンライントランザクション環境に適用できるユースケースが大きく広がると考えています。ソフトウェアの最適化との両輪で一気に普及が進むでしょう」と日高氏は言う。

データベース性能への要求の高まりはとどまるところを知らない。パフォーマンスチューニングはいまだに大きな課題のひとつだが、根本的に解決される日は近いかもしれない。

「ストレージI/Oのボトルネックを考える必要のない世界が、目前まで迫っています。データベースエンジニアはパフォーマンスチューニングから解放され、アプリケーション開発はキャッシュやバッファを考慮する必要のないシンプルなものになるでしょう。一昔前のシンプルなアプリケーションに戻るということかもしれません」と一柳氏は話す。

ハードウェアやデバイスの進化がソフトウェアの進化を促す関係は、これからも繰り返されていく。イノベーションが加速する中、その利用価値を見極めて、いち早く最新テクノロジーを活用することがいっそう重要になるだろう。

最後に、日高氏が次のように話して締めくくった。

「今後、不揮発性メモリの普及などの先に来るインメモリコンピューティングという大きな潮流の中、HPEが『The Machine 』で提唱しているメモリドリブンコンピューティングのように、様々な技術が提言されると思います。そのような中で先進的にNVDIMMを取り入れられているHPE ProLiantサーバーには、インメモリコンピューティングの推進において、今後も大きな役割を担っていただきたいと思います。HPEの先進的なハードウェアテクノロジーが、私たちの研究開発をさらに加速させてくれることを期待しています」