メモリはこの10年間で、はるかに重要性を増している。コンピューターのアーキテクチャーとテクノロジーの進化に伴い、ノートPC、PC、サーバー、そして世界のスーパーコンピューターを支えるハイパフォーマンスコンピューティングプラットフォームに、ますます多くのメモリを搭載できるようになった。
メモリ分野は、IT業界で最も活気のある領域の1つだ。
メモリおよびメモリ管理に関する主要トレンドを5つ紹介する。
1. メモリを補完するフラッシュ
フラッシュストレージは、この10年ほどでストレージに革命をもたらした。システムを大幅に高速化し、誰もが当たり前のように期待する、テクノロジーの目にも止まらぬ進化への扉を開いた。要するに、フラッシュストレージは不揮発性メモリである。
ハードディスクドライブ（HDD）は、あらゆる種類の可動部品で構成されている。アーム、回転ディスク、ヘッドはいずれも摩耗や故障の影響を受ける。そのため、ある日突然ハードドライブが動かなくなることは珍しくなかった。故障の大半は、寿命の初期段階か、終盤に発生した。それでも、HDDを長期利用しているユーザーなら、HDDの故障を経験したことがあるだろう。
フラッシュストレージは可動部品をなくすため、信頼性がはるかに高い。電子的にプログラム可能なメモリセルを使ってデータを保存するため、ディスクストレージよりもはるかに高速だ。
フラッシュには、M.2、U.2、PCIeカードなど、さまざまなフォームファクターがある。現在人気が高まりつつある新たなフォームファクターが、Enterprise & Data Center SSD Form Factor（EDSFF）だ。x4インターフェースを利用し、1U筐体に縦向きで収めることができる。これにより、柔軟性とストレージ密度が高まり、モジュール単位での拡張や冷却効率の向上も可能になる。
「EDSFFにより、SSDは従来のHDDフォームファクターの制約から解放され、将来に向けて最適化された新たなフォームファクターを実現できる。これにより、SSDのラック搭載密度をさらに高められる」と、Dell Technologiesのデータ保護担当シニアバイスプレジデント、Arthur Lent氏は述べている。
2. メモリを拡張するNVMe
Non-Volatile Memory Express（NVMe）は、PCIeの帯域幅拡大を活用する通信インターフェース兼ドライバーだ。
フラッシュが誇る、すでに優れた性能をさらに高める。NVMeは、ソリッドステートドライブ（SSD）が高速なPCIeを使ってストレージインターフェースとCPU間で通信できるようにし、従来のSATAと比べて約25倍のデータを転送できる。NVMeのIOPSも、基盤となるメディアへの並列かつ低遅延のデータパスを利用することで、100万を超える。
「NVMeフラッシュは最高の性能と最低のレイテンシーを提供し、SASフラッシュはより大容量で低コストだ」と、Hitachi Vantaraのシニアプロダクトマーケティングマネージャー、Ian Clatworthy氏は述べている。
「顧客はアプリケーションの性能を気にすることなく、単一のアーキテクチャーにより多くのアプリケーションを統合できる。これにより、管理、運用自動化、分析が簡素化される」
これにより、伝送制御プロトコル（TCP）を介したNVMeが登場した。サーバーやストレージに物理的な変更を加えることなく、基本的なインターネットプロトコルを使って、複数のデータセンター間でストレージを共有できる。
詳しくは、NVMe 2.0の新機能。
3. より効率的なメモリ管理
企業は、ワークロードを実行するために柔軟な構成を求めている。十分な性能は、CPU、メモリ、ネットワーク、ストレージのニーズを適切に組み合わせることで実現される。
ストレージインフラでは、NVMe、SSD、ハードディスクが、複数のワークロードを支える柔軟な組み合わせを提供する。メモリのキャッシュ層とハードディスクを組み合わせることで、ストレージワークフローの最適化に役立つ。最新のネットワーク接続ストレージ（NAS）システムでは、頻繁なデータアクセスに向けてL1、L2、L3キャッシュを活用するなど、必要に応じてハードウェアを構成する柔軟性が得られる。
「高速アクセスを実現するため、キャッシュ内にデータセットを保持する高度なソフトウェア技術を顧客が利用しているのを目にしている」と、Dell Technologiesで非構造化データストレージ担当のプロダクトマーケティングディレクターを務めるBrian Henderson氏は述べている。
「NVIDIA GPUDirectのようなワークロードは、オフロードによってスループットが向上するシステム上で、NFS上のRDMAのようなプロトコルを活用できる」
詳しくは、データ管理を推進する3つの主要メモリテクノロジー。
4. メモリ・アズ・ア・サービス
これまで、ソフトウェア・アズ・ア・サービス、DR・アズ・ア・サービス、バックアップ・アズ・ア・サービスなどが登場している。では、メモリ・アズ・ア・サービス（MaaS）があってもよいのではないか。MaaSは勢いを増している。
「Compute Express Link（CXL）対応製品の出荷が始まることで、メモリ・アズ・ア・サービス（MaaS）への動きは2022年に加速すると予想される」と、MemVergeの製品担当バイスプレジデント、Yong Tian氏は述べている。
CXLは、プロセッサー、メモリ拡張、アクセラレーター向けの、業界が支持するキャッシュコヒーレント・インターコネクトだ。新たな利用モデルで画期的な性能を実現しつつ、データセンターのアクセラレーターやその他の高速化機能のためのオープンなエコシステムを支える技術仕様の策定を目的に設立されたCXL Consortiumが監督している。
Tian氏によると、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）が1969年に発明されて以来、メモリは高価で希少、かつ揮発性のある、コンポーザブルではないハードウェアだった。2020年には、メモリ仮想化ソフトウェアのサブスクリプションが登場し始め、DRAMとIntel Optane Persistent Memoryをコンポーザブルなメモリプールへと変えた。
「その結果、ソフトウェア定義メモリの性能、容量、可用性、モビリティーを、サービスとしてプロビジョニングし、ギガバイト単位の料金で支払えるようになった」とTian氏は述べている。
5. ペタバイト級メモリ
今年後半には、CXL対応のプロセッサー、メモリ、チップ、サーバーが登場する。
これにより、物理メモリをペタバイト単位で相互接続し、データセンターのラック内で、異種のCPU、GPU、FPGAベースのDPUから共有できるようになる。
「この時点でメモリはペタバイト規模に拡張され、プロセッサー間のトラフィックを処理し、巨大なメモリ・ブラストゾーンを保護するために、高度なメモリ・アズ・ア・サービス機能が必要になる」と、MemVergeのTian氏は述べている。
詳しくは、ソフトウェア定義ストレージ（SDS）の主要企業。