LinuxにおけるI／Oプロトコルスタックの改良動向と共有ストレージ装置における性能評価

摘要

データの保存に用いられる記憶媒体がディスク装置（HDD）からフラッシュメモリ（SSD）へと移行し，Linux OSにおけるストレージ装置のプロトコルスタックも従来のSCSI規格に加えてSSDに特化したNVMe（Non-Volatile Memory Express）規格が導入された．NVMeデバイスドライバでは，従来存在したマルチコアCPUで生じるコア間の排他制御競合によるボトルネックが解消されている．本報告では，高性能共有ストレージ装置へのアクセスインターフェースとしてNVMe規格を適用することで，ローカルのSSDと同様にボトルネックが解消することを定量的に示す．また，初期のNVMeデバイスドライバの実装方法では運用上のデメリットが発生するが，運用性を損なわずボトルネックを解消するために後にLinuxに導入された，ブロックマルチキューについて述べる．