階層型ストレージ管理（HSM）とは？ | TechRepublic

企業データの管理責任者であれば、ストレージがメリットにもデメリットにもなり得ることをご存知でしょう。一方では、大量のデータにアクセスできることはビジネス上の意思決定に非常に役立ちます。しかし一方で、膨大なデータを保存するにはコストがかかり、管理が非常に煩雑になる可能性があります。

参照: クラウドデータストレージポリシー (TechRepublic Premium)

ここで階層型ストレージ管理が役立ちます。HSMは、データを安全かつコスト効率の高い方法で保存するためのシステムです。このガイドでは、HSMとは何か、どのように機能するか、そして組織にどのようなメリットをもたらすかについて、簡潔に解説します。

ジャンプ先:

• HSMとは何ですか?
• HSM システムはどのように機能しますか?
• HSMの利点
• トップHSMソリューション

HSM（階層型ストレージ管理）は、データを安全かつコスト効率の高い方法で保存するためのシステムです。HSMの基本的な考え方は、データへのアクセス頻度に応じて、最も適切な種類のストレージメディアにデータを保存するというものです。

たとえば、頻繁にアクセスされるデータは、ソリッド ステート ドライブなどの高価で高性能なストレージ メディアに保存できますが、アクセス頻度が低いデータは、ハード ディスク ドライブなどの安価で低性能なストレージ メディアに保存できます。

参照: クイック用語集: データストレージ (TechRepublic Premium)

HSMは長年にわたり提唱されてきた概念ですが、ストレージ技術や通信技術の進歩により、構想以来劇的な変化を遂げてきました。しかし、サイズやアクセス時間といった要素は過去とは比べものにならないほど大きくなっているにもかかわらず、当初のコンセプトの多くは今日でも広く支持されています。ただし、ビッグデータを扱う際には、その規模ははるかに大きくなっています。

HSM システムはどのように機能しますか?

HSMシステムは、データへのアクセス頻度に基づいて、異なるストレージ層間でデータを自動的に移動することで機能します。頻繁にアクセスされるデータは、SSDなどの高速で高価なストレージメディアに保存され、アクセス頻度の低いデータは、低速で安価なストレージフォーマットに移動されます。これにより、ユーザーは必要なデータに常に迅速にアクセスできると同時に、ストレージコストと電力消費を最小限に抑えることができます。

HSMは、ほとんどのコンピュータCPUのキャッシュに相当します。CPUキャッシュと同様に、頻繁に使用されるデータは小型で高速なSRAMメモリに保存され、使用頻度の低いデータは、新しいデータの読み込みが必要になったときに、低速だが大容量のDRAMに移動されます。

HSMのコンポーネントとアルゴリズム

HSMシステムは通常、3つの主要コンポーネントで構成されます。データ移行ポリシー、データ管理アルゴリズム、そしてデータの階層化またはキャッシュメカニズムです。データ移行ポリシーは、使用頻度や重要度などの要因に基づいて、異なるストレージデバイス間でデータをどのように移動させるかを定義します。HSMシステムで使用されるアルゴリズムは、データへのアクセス頻度やサイズなどの基準に基づいて、どのデータをどのデバイスに保存するかを決定するのに役立ちます。

参照: データ移行とは何ですか? (TechRepublic)

これらのアルゴリズムには、最近アクセスされていないデータをパフォーマンスの低いストレージ層に移動する「Least Recently Used（LRU）」置換アルゴリズムなどがあります。サイズ・温度置換アルゴリズムは、温度とサイズの両方のしきい値を使用してデータの移行時期を決定する、よく使用される別のアルゴリズムです。ヒューリスティックしきい値は、機械学習技術を用いてデータの移行時期をより正確に予測する新しいアルゴリズムです。

階層化およびキャッシュされた HSM

階層化とキャッシュのどちらを採用するかという議論は、HSMシステム設計者がパフォーマンスの低いストレージ階層を最適に活用する方法を模索する際に直面する問題です。階層化は長期的なパフォーマンス向上をもたらしますが、キャッシュは短期的なパフォーマンス向上をもたらします。

ストレージを階層化するかキャッシュするかに関係なく、これらのメカニズムにより、頻繁にアクセスされるデータはより高速でアクセスしやすいデバイスに保存され、あまり頻繁にアクセスされないデータはより低速で安価なデバイスに保存されます。

HSMの利点

• コスト削減: HSM システムを使用すると、ユーザーは可能な限り安価なストレージ メディアにデータを保存できるため、企業は全体的なストレージ コストを節約できます。
• パフォーマンスの向上: HSM システムを使用すると、頻繁にアクセスされるデータを SSD などの高性能ストレージ メディアに保存できるため、システム全体のパフォーマンスが向上します。
• セキュリティの強化：階層型ストレージ管理システムにより、機密データを暗号化機能を備えたSSDやHDDなどのより安全なストレージメディアに保存できます。これらのオプションは、システム全体のセキュリティを強化するのに役立ちます。
• 管理性の向上： HSMシステムでは、アクセス頻度に応じて異なる種類のストレージメディアにデータを保存できます。必要なときに特定のファイルを容易に検索・取得できるため、システム全体の管理性が向上します。

トップHSMソリューション

現在、市場には様々なHSMソリューションが存在します。ビッグデータ向けの代表的なHSMソリューションには、以下のようなものがあります。

• IBM スペクトラムスケール
• EMC Celerra/VNX
• NetApp FAS/AFF
• HPE 3PAR ストアサーブ
• ファーウェイ オーシャンストア ドラド
• クムロコア
• Red Hat Ceph ストレージ

次に読む: トップデータ統合ツール (TechRepublic)

このリストは網羅的なものではなく、順不同であることにご注意ください。現在、市場には様々なHSMソリューションが存在するため、ストレージエンジニアやその他のデータ専門家には、時間をかけて複数の選択肢を調査し、貴社のニーズに最適なソリューションを見つけてもらうようお願いいたします。

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