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第十九回
GPU仮想化以外にもポイントが!
ストレージがより重要になる3D VDI

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はじめに

GPU仮想化技術が進化したことにより、ネットアップにおいてもお客様から3D VDIのお話をいただくことが増えてきました。 GPUの仮想化とストレージの関係性を聞かれると説明は難しいですが、3D VDIの観点ではストレージはGPUと同じぐらい重要となることネットアップとしてはお客様にお伝えしています。 今回は旬を迎える3D VDI環境におけるストレージ選定のポイントについて紹介します。



高性能なワークステーションを仮想化するということは・・・

3D VDI化に伴う提案の中でやはりお客様が一番気になるポイントとしてはGPUの仮想化になるようです。 GPUの仮想化については、正直ネットアップのハードウェアが介在してお手伝いできる部分はほとんどなく、お客様もGPU部分に目が行ってしまいストレージの重要性を伝えることが難しいことを実感します。
しかし、3D VDIプロジェクトを整理して考えると、高価なワークステーションを使って実行している業務を仮想化することが目的であり、性能要件となる前提を調査すると、仮想化前のワークステーションには3D処理を実現するためのGPUと合わせて、エンジニアなど利用者の生産性を向上するために、SSDを搭載したスペックのハードウェアが選定されていることが大半です。
例えば、数百台のワークステーションを仮想化するということは、同時に数百個分のSSDのI/Oを仮想化した環境を構築しなければ性能に対して安心できないお客様がいらっしゃいますし、やはり通常のVDI環境よりも高い性能を実現できるストレージが必要になることは間違いないです。そしてアプリケーションが生成するストレージI/Oの傾向も異なるため、正確なサイジングも難しくなります。
他社の提案などでは、ストレージにSSDなどのフラッシュストレージを搭載することで、3D VDIのワークロードに対応可能と謳うアプローチもあるようですが、3D グラフィックスアプリケーションが生成するI/Oだけでなく、データ量まで考慮するとフラッシュストレージを搭載するだけで適切な構成と言うことは難しいのでは無いでしょうか。



通常のVDIとは異なるストレージ要件が発生

3D VDI環境の提案及び構築時には、GPUを使用するアプリケーションとそのアプリケーションを利用するエンジニアやクリエーター、デザイナーなどが生成したデータの特性が通常のVDIとは大きく異なるため、注意が必要です。もちろん、従来のVDI構築における手法と共通の部分も数多くありますが、やはりストレージI/Oの傾向が異なり、生成されるデータ量、ファイルサイズが大きくなるためストレージサイジングや製品選定が重要になります。
一般的な提案では、3D グラフィックスアプリケーションが利用するストレージ領域に対してはVDI用のストレージとは統合できないことを前提として、別途高性能な共有ストレージを合わせて提案する必要がありますが、コストと管理負荷に反映してしまいます。
ネットアップFASであれば、マルチプロトコルに対応しているだけでなく、従来から製造業を始めとする各業種、業務アプリケーションが発生させる高負荷のワークロードに対応したファイルサーバーとしての実績、VDIのストレージ基盤に最適な機能を有しているため、3D VDI基盤を単一ストレージで運用することが可能です。
通常であれば、3D VDIの利用者であるエンジニアやクリエーターなどのパワーユーザーの利用に伴うI/Oや3D グラフィックスアプリケーションが生成するI/Oに対して単一ストレージで性能を担保することは無謀な挑戦とみなされてしまいますが、ストレージクラスタ化されたネットアップFASであれば、ストレージクラスタ内で各種ワークロードを最適化したり、QoSを使い優先度を制御することで3D VDIに伴う全てのデータを安全に統合することができるのです。



ネットアップのクラスタストレージ機能を活用することでストレージの投資効果を最大化

ネットアップのストレージを使って3D VDI基盤を構築するには、3D VDIを実現するための各データを分解し、ストレージクラスタ上に作成した各仮想ストレージコントローラー(Storage Virtual Mahine)と各ボリュームに分散して配置します。
各データを分散させることで、成長予測が難しいストレージのデータサイズや負荷などに対して柔軟に対応することが可能です。
例えば、3D VDIのデスクトッププールを格納する仮想ストレージコントローラーが想定以上に負荷が高まってしまった場合には、ネットアップのOSの機能を使って余裕のある物理ストレージコントローラ上にオンラインで移動することで高負荷に対応することが可能です(vSphereのVMotionに似た動作とお考えください)。
また、3Dグラフィックスアプリケーションが高性能なストレージを一時的に必要とする場合にも、ネットアップのOSの機能を使ってSSDを使った高性能なRAIDグループ上に該当ボリュームを短時間で移動することが可能です(こちらはvSphereのStorage VMotionに似た動作です)。このデータ移動はストレージの機能を使ってストレージ領域を移動させるため非常に高速に実現できることも大きな特徴です。物理ストレージコントローラのスペックにも依存しますが、毎秒数百MB/s~1GB/sの帯域で移動できるためデータ量が数百GBであっても数分で移動でき、VMwareのStorage VMotionよりも気軽に安全なデータ移行ができることもお客様に評価いただいています。
他社のストレージにおいてもクラスタアーキテクチャを搭載した製品や階層化されたストレージ上を自動的に移動させる機能などを提供していますが、ネットアップのクラスタストレージであれば確実にデータとパフォーマンスを紐付けて管理できることが大きな違いとなります。
一般的な自動階層化機能の場合には、階層内に組み込まれたSSDの領域が不足した途端、急激に性能が劣化することもありますが、ネットアップのclustered Data ONTAPの場合には性能を必要とするデータに対して管理者が明示的に高性能なSSD領域を指定して移動することで性能を保証できるため、どのようなストレージI/Oに対しても柔軟に対応することができますし、データの再配置を適切に実施することでストレージリソースの利用効率を向上しストレージコストを削減できるのです。

最後に

3D VDI環境ならではのデータ特性やストレージワークロードを全て考慮すると、通常では単一ストレージ上への統合は考えられませんが、ネットアップのストレージであれば問題なく対応可能です。
ここでは自信をもって問題なく対応可能と書いてしましましたが、ネットアップFASのストレージOSがクラスタストレージ型のアーキテクチャに変更した時点で、今回紹介したような異なる種類のワークロードを安全に統合できることを主眼として開発されていることが背景にあります。
今回はネットアップのストレージ機能を使い、負荷を分散、最適化することでVDI基盤のコストを安全に削減できることを中心にメリットを紹介しましたが、他にも本連載において紹介したVDI環境の仮想マシン管理に効果を発揮するFlexCloneと重複排除が使えることもネットアップの特徴ですし、ユーザーデータの保護もSnapshot機能を使うことで自動化できることも大きなメリットになります。また3D VDI環境で作成されるエンジニアなどの開発、設計データなどについては企業における最重要機密のデータになりますので、決して失うことが許されません。そういった要件に対してもネットアップのFASのバックアップ機能だけでなく災害対策機能を使って確実に保護できることが重要ですし、ストレージ導入時においてはこのような性能以外の事項においても考慮して選定をおこなう必要があることお客様にお伝えしています。
合わせて、『3人のキーマンに訊く3D CADのVDI化を実現する方法』と題して、シスコ様、エヌビディア様と共同のプロモーションコンテンツを作成していますので、こちらも是非ご参照ください。
3人のキーマンに訊く3D CADのVDI化を実現する方法

大西宏和(Hirokazu Onishi)
システム技術本部テクノロジーSE部 
シニアシステムズエンジニア

立教大学社会学部観光学科卒、外資系ストレージメーカーを経て2002年NetCache(セキュリティアプライアンス製品)担当SEとして入社。 入社以来、パートナー及び仮想化ソリューションを担当。趣味は旅行とサッカー観戦。
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