ソフトウェアRAIDの転換点

2001年6月、ITの世界で驚くべきことが起きた。IntelがTualatinベースのPentium IIIS 1.0 GHzプロセッサをリリースしたのだ。これは1GHzのクロック速度の壁を超えた最初期のIntelプロセッサ（IA32アーキテクチャ）のひとつであり、その中でも最初の重要な製品であった。また、デュアルプロセッサをサポートし、CoppermineベースやTualatinの後継「S」なしモデル（わずか1か月後にリリースされた）と比べてオンチップキャッシュが2倍のサイズであるという特長も備えていた。PIIISのシステムボードはその時代に爆発的な人気を誇り、2001年からその後数年間にわたってProliantやPowerEdgeなどの高性能コモディティサーバーの根幹を担った。その頂点はPentium IIIS 1.4GHzデュアルプロセッサシステムであり、この製品は非常に重要で、HPのProliant「G」ネーミングコンベンションとして今日に至るまで知られる命名規則の誕生につながった。Pentium IIIのシステムは「G1」と呼ばれた。

これがRAIDとどう関係するのか？まず、2001年5月までのRAIDの状況を振り返る必要がある。1990年代から2001年5月まで、ハードウェアRAIDはIA32サーバーの世界における標準であり、Novell Netware、Windows NT 4、Windows 2000、一部のLinuxなどのシステムが主流だった。ソフトウェアRAIDはこれらのシステムの一部（Netwareを除く）に存在していたが、サーバーはCPUやメモリリソースを常に食い尽くしており、これら貴重なリソースをRAID機能のために消費することはコスト高を招き、アプリケーションとRAIDがリソースの奪い合いをしてシステムがしばしばその競合でチョークしてしまった。ハードウェアRAIDはこの問題を、RAIDのためだけに専用のCPUとRAMを追加することで解決した。

1990年代後半から2000年代初頭にかけてのRAIDは、RAID 5を中心に、より少ない程度でRAID 6というパリティストライピングに大きく依存していた。当時のディスクは非常に小容量で極めて高価であり、利用可能なディスクから最大限の容量を搾り出すことが最優先事項だった。URE（非修復読み取りエラー）のリスクもディスク容量が小さかったことにより軽微であり、パリティRAIDは全体的に見て非常に信頼性が高かった。こうした条件は2009年までに劇的に変化することになる。2001年には、エンタープライズサーバーに2.1GB、4.3GB、9GBのハードドライブが搭載されているのはまだ一般的なことだった！

パリティRAIDが主流であり、各サーバーには多くのドライブが使用されることが多かったため、RAIDのCPUオーバーヘッドは2010年よりも2000年の方が平均的に大きかった。そのため、システムリソースに対するRAIDの影響は非常に大きなものであった。

これが背景だ。しかし、2001年6月、非常に低性能なIA32システムを購入してきた人々が突然Tualatin Pentium IIISプロセッサを入手できるようになった。このプロセッサは大幅に向上したクロック速度、効率的なデュアルプロセッサのサポート、2倍のオンチップキャッシュを持ち、文字通り一夜にしてシステムパフォーマンスが驚異的に跳ね上がった。この新たな処理能力が生まれたにもかかわらず、ソフトウェアの要求は変わらなかったため、従来はCPUやRAMが枯渇していたシステムが急に使いきれないほどのリソースを持つようになった。特に追加のスレッドが利用可能になっても、当時のほとんどのアプリケーションはシングルスレッドだったためなおさらだった。

Pentium IIIの時代でさえ、システムCPUはハードウェアRAIDコントローラーに搭載されていた小型CPU（エントリーレベルのPowerPCやMIPSチップが多かった）よりも劇的に高性能であった。利用可能なシステムメモリはハードウェアのRAMキャッシュよりもはるかに大きいことが多く、追加のシステムメモリへの投資はほとんどの場合より効果的で有利であったため、メインシステム上の空き容量を活用してRAID機能をハードウェアRAIDカードから中央システムへ移行することが可能になり、ハードウェアRAIDカードの追加CPUとRAMを手放しても平均的にはパフォーマンス向上が得られるようになった。これはリソースが不足している過負荷のシステムには当てはまらず、パリティRAIDシステムにより関係が深く、RAID 6が最も恩恵を受け、RAID 1や0のような非パリティシステムが最も恩恵が少なかった。

しかし、2001年6月はまさに有名な転換点だった。その日より前は、平均的なIA32システムはハードウェアRAIDを使用した方が高速だった。そして2001年6月以降、新たに購入されるシステムは平均的にソフトウェアRAIDの方が高速になった。年を追うごとに、活用しきれない大量のマルチコアCPUやアイドル状態のスレッド、余剰RAMが爆発的に増加し、ソフトウェアRAIDへの優位性はますます大きくなった。ハードウェアRAIDに残る唯一の優位性は、ディスクサイズの急激な増大とともにミラーリングRAIDが主流となり、パリティRAIDの利用が減少したことにあった。

ハードウェアRAIDの方が高速という概念が捨て去られてから、今日で15年以上が経過している。この信念が今でも残っているのは主に、奇妙な「1998年クラス」効果によるものだ。しかしこれは長い間、元の資料を理解する時間を取らなかった人々によって不適切に繰り返されてきた神話に過ぎない。ハードウェアRAIDには引き続きメリットがあるが、パフォーマンスの面ではRAIDが存在してきた時間の大半においてその優位性は失われており、再び浮上することは期待されていない。