NVM ExpressがNVMe 2.1を発表

2024年8月8日

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NVM Expressが発表した最新のNVMe 2.1仕様は、現代のデータセンターが直面する課題に対する包括的な解決策を提供している。この新仕様は、AIやHPCワークロードの効率性、セキュリティ、柔軟性を大幅に向上させるだけでなく、データセンターの継続的なアップタイムを確保しつつ、ストレージ技術の新時代を切り開く革新的な内容となっている。

NVMe 2.1によりデータセンター運用が大きく変わる可能性

NVMe 2.1仕様には、データセンターの運用を根本から変える可能性を秘めた多くの新機能が含まれている。

NVMe 2.1仕様の中核を成す新機能の一つが、ライブマイグレーション機能だ。この機能により、PCIe NVMeコントローラーをNVMサブシステム間でシームレスに移行することが可能になる。これは単なる技術的な進歩にとどまらず、データセンターにおけるデータ管理のパラダイムシフトをもたらす可能性を秘めている。ライブマイグレーションにより、システム管理者は顧客サーバースペースの割り当てをより柔軟かつ効率的に行えるようになり、リソースの最適化と運用コストの削減につながることが期待される。

セキュリティの観点からも、NVMe 2.1は大きな進歩を遂げている。特筆すべきは、Key Per I/O機能の導入である。この機能により、各読み書き操作に対してユニークな暗号化キーを使用することが可能になった。これは、データ保護の新たな境地を開くものであり、デバイスの盗難や紛失に対するセキュリティを飛躍的に向上させる。さらに、この機能はテナントに対してデータの完全な制御権を提供しつつ、重要なデータ管理プロセスをサポートする。結果として、データセンターで収容可能なテナント数の拡大にもつながり、ビジネスの拡張性を高める効果が期待できる。

NVMeネットワークブート / UEFI機能の導入も、データセンターの運用に大きな影響を与える物だ。この機能により、NVMe over Fabrics (NVMe-oF) サブシステムの検出、接続、OSのロードとブートが可能になった。これは単に起動プロセスを効率化するだけでなく、ネットワークシャットダウンや予期せぬ災害後のシステム全体の迅速な回復をサポートする。つまり、この機能はデータセンターの耐障害性と回復力を大幅に向上させ、ビジネスの継続性を確保する上で極めて重要な役割を果たすことになる。

さらに、NVMeハイアベイラビリティ機能の実装は、特にAIやHPCユースケースにおいて重要な意味を持つ。この機能により、大規模なワークロードに直面しても継続的なアップタイムを維持することが可能になる。これは、24時間365日の稼働が求められる現代のデータセンターにおいて、極めて重要だ。

また、スケーラブルリソース管理機能の導入も注目に値する。これはNVMeおよびNVMe-oFシステムのための共通フレームワークを提供し、ワークロード固有の要求に基づいてリソースを動的に構築、構成、プロビジョニングすることを可能にする。この機能により、データセンターはより柔軟かつ効率的にリソースを管理し、変化する需要に迅速に対応できるようになる。

セキュリティ面での進化は、ファブリックゾーニングとプルレジストレーション機能の導入が挙げられる。この機能は中央集中型ディスカバリーコントローラー（CDC）を活用し、ホストに割り当てられたネームスペースへのアクセスを厳密に制御する。これにより、データセンター内のセキュリティが強化され、不正アクセスのリスクが大幅に低減される。

NVM Express Technical Workgroup ChairのPeter Onufryk氏は、「NVMe技術は、クライアント、クラウド、AI、エンタープライズストレージを共通のアーキテクチャで統一することに成功しました。NVMe技術の未来は明るく、75の新しい技術提案が進行中です」と述べている。

NVMe 2.1仕様の導入により、データセンターはより効率的で、セキュアで、柔軟な運用を実現できるようになる。これは単なる技術的な進歩にとどまらず、ビジネスの競争力を高め、新たなサービスや製品の創出を促進する可能性を秘めている。データセンター設計者やIT専門家にとって、これらの新機能は効率性、セキュリティ、柔軟性を向上させる重要なツールとなり、次世代のデータ管理と処理の基盤を形成することになるだろう。

データセンターのアップグレード: デバイスの効率とデータセンターの稼働時間の向上

効率的で堅牢なハードウェアを利用することで、データセンターの設計者は一貫性があり簡単にアクセスできるデータ管理を実現できます。新しい NVMe テクノロジーリリースには、データセンターの稼働時間と効率を向上させる複数の機能が含まれています。

NVMe ネットワークブート / UEFI : NVMe デバイスを備えたデータセンターで、NVMe over Fabrics (NVMe-oF™) サブシステムを検出、接続、OS をロードし、そこからブートできるようにします。データセンターの設計者は、NVMe テクノロジを利用して、ネットワークのシャットダウンや予期しない災害発生後にシステム全体を迅速に回復するためのサポートを追加した、構成可能な分散型インフラストラクチャを構築できます。

NVMe 高可用性: データセンターは NVMe ソリューションを利用して高可用性システムを確立できるため、信頼性が向上し、AI および HPC ユースケースのユースケースが拡張されます。この機能により、NVMe テクノロジーは、大規模なワークロードに直面した場合でも、データセンターで継続的な稼働時間を維持できます。

セキュリティの向上、アクセス制御の強化、柔軟なデータ管理を実現

ハッカーがファイアウォールを突破し、テナントデータにアクセスするスキルを磨くにつれて、エンタープライズおよびハイパースケールデータセンター全体で発生するサイバー攻撃の頻度は年々増加しています。データセンターの設計者は、脅威からの保護と脅威の解決を大幅に迅速化するために、強化されたセキュリティと回復力の機能を提供するハードウェアへの投資を続けています。セキュリティプロトコルの強化とセキュリティ侵害に対する保護を推進するために追加された新機能のプレビューをご覧ください。

NVMe ライブマイグレーション:ホストが NVMe コントローラーと接続された名前空間を NVMe サブシステム間で移行する機能を追加します。この機能により、データセンターのデータ管理が強化されるとともに、顧客のサーバースペースの効率的な割り当てが保証されます。

I/O ごとのキー: 各読み取り/書き込み操作でデータに固有の暗号化キーを使用できるため、データ保護が強化され、デバイスの盗難や紛失を防止できます。この機能により、テナントはデータを完全に制御しながら、重要なデータ管理プロセスをサポートし、データセンターで可能なテナントの総数を増やすことができます。

スケーラブルリソース管理: NVMe および NVMe-oF システムがワークロード固有の需要に基づいてリソースを構築、構成、プロビジョニングするための共通フレームワークになりました。この機能は、データセンターが現代のワークロードの需要増加に確実に対応できるようにするために不可欠です。

ファブリックゾーニングとプルレジストレーション:集中検出コントローラ (CDC) を活用して、ホストに割り当てられた名前空間にホストのみがアクセスできるようにし、NVMe デバイスを使用するデータセンターのアクセス制御を改善します。

さまざまなファブリックのセキュリティ強化により、NVMe デバイスの全体的なセキュリティが向上し、特に NVMe over TCP トランスポートが向上します。