VMA メッセージングアクセラレーションソフトウェア メラノックスのメッセージングアクセラレーションソフトウェア （VMA）により、金融機関の市場 データ環境や Web 2.0クラスタ環境などで利用されている、メッセージベースのアプリケーショ ンやストリーミングアプリケーションのパフォーマンスが強化されます。従来の InfiniBand なら びにEthernetインターコネクトネットワークで稼働するアプリケーションと比較して、最大 67% のレイテンシーの短縮と、サーバあたりで 200%ものアプリケーションスループットの向上が実 現されます。 VMAを使用したメッセージ（TCP/IP）高速化ソリューション memcachedの一般的な使われ方 アプリケーションサーバ RDBMS RDBMS アプリケーション VMA ライブラリ アプリケーションと memcached サーバが 直接通信を行う memcached サーバ 初回アクセス：RDBMS からデータを取得しmemcached に格納 ２度目以降：memcached からデータを引き表示 低レイテンシー、パフォーマンス強化 画期的なファブリックモデルによる管理 memcachedの構成 ブラウザ TCP/IP は memcached サーバへのアクセスに 不要なプロトコルの 処理が多い Socket Lib TCP/IP memcached サーバ memcachedのレスポンス性能を10 倍以上に向上 ソリューションの特長 ・ダイナミックリンクが可能な BSD-Socket インタフェースに準拠したライブラリ、アプリケーションの変更は一切不要 ・ カーネルバイパスで CPU の TCP/IP 処理に関するオーバーヘッドを削減、アプリケーション性能を向上 ・ RDMA によりmemcached サーバ間をゼロコピーでデータ転送、I/O 性能を劇的に向上 ・ 低レイテンシー、ジッターの削減により、メッセージロスによる再送を激減 ・ memcached など分散型メモリキャッシュシステムからのレスポンス性能を劇的に向上 UFM データセンター管理用ソフトウェア メラノックスの Unified Fabric Manager（UFM）は、スケールアウト型の InfiniBand ならびに Ethernetコンピューティング環境を管理するための強力なプラットフォームです。UFMでは、 データセンターの担当者が最新のデータセンターファブリックの効率的なプロビジョニングや 監視、運用を行うことが可能になりま す。 MLNX- OS メラノックス独自のスイッチ管理用 組み込みオペレーティングシステム メラノックス ソフトウェア製品とソリューション Fabric Collective Accelerator（FCA） MPI のコレクティブ通信処理を CPU から ネットワークへオフロード メラノックス テクノロジーズ ジャパン株式会社 151-0053 東京都渋谷区代々木2-13-5 KT新宿ビル10階 電話: 03-6383-4691 Fax: 03-6383-4692 E-mail: japan_sales＠mellanox.com www.mellanox.co.jp © Copyright 2013. Mellanox Technologies. All rights reserved. Mellanox、BridgeX、ConnectX、CORE-Direct、InfiniBridge、InfiniHost、InfiniScale、PhyX、Virtual Protocol Interconnect および Voltaireは、メラノックステクノロジーズ社の登録商標です。FabricIT、 MLNX-OS、Unbreakable-Link、UFM および Unified Fabric Managerは、メラノックステクノロジーズ社の商標です。記載されているその他の会社名および製品名は、各社の商標または登録商標です。 2013.3 アクセラレーションソフトウェア メラノックスは、スケールアウト型の InfiniBand および 10/40ギガビットEthernetスイッチとのコンビネーションで 最高レベルのパフォーマンスを実現するソリューションを提供しています。 このアクセラレーションソフトウェアにより、レイテンシーの低減とスループットの向上、さらにCPU サイクルのオフ ロードを実現することが可能となり、アプリケーションのパフォーマンスが大幅に向上し、新たなハードウェアに対す る投資を行う必要がなくなります。 マネジメントソフトウェア メラノックスのマネジメントソフトウェアにより、アプリケーションを中心とした革新的なアプローチが可能となり、 サーバ、アプリケーションおよびファブリックの構成要素の間に存在するギャップを埋めることができます。 実現される画期的なファブリックモデルでは、例えばスピードが重視されるアプリケーションやサービスなど、ビジネ スに関連する一連の構成要素としてファブリックを管理することが可能です。また、個別のポートやデバイスレベル ではなく、アプリケーションの論理レベルでのファブリックの監視やパフォーマンスの最適化が可能となります。 Software 高速化ソフトウェア製品とソリューション VSA ストレージアクセラレーションソフトウェア UDA 非構造化データアクセラレーションソフトウェア メラノックスの非構造化データアクセラレーションソフトウェア （UDA）は、Hadoopアプリケー ションのパフォーマンスを加速すると同時に、Hadoopクラスタのスケーリング性能を向上させ るプラグインソフトウェアです。効率的なデータのマージソートアルゴリズムとRDMAを組み合 わせて使用する新しいデータ転送プロトコルにより、メラノックスの RDMA 対応 InfiniBand HCA および RoCE* 対応 Ethernet NICをベースとするHadoopクラスタで Hadoopフレーム ワークが加速され、サーバ間の効率的なデータ転送が可能になります。 メラノックスのストレージアクセラレーションソフトウェア （VSA）は、Tier1ストレージおよびゲー トウェイに優れた拡張性とハイパフォーマンス、そして低レイテンシーをもたらすソフトウェアソ リューションです。このソフトウェアにより、リモートストレージへのブロックレベルの超高速アク セスが可能と なり、SAN、DAS、または Flash ベースのストレージへのアクセスが加速されます。 *RoCE（RDMA over Converged Ethernet） SSD の特性を活かしたストレージサーバソリューション ビッグデータ解析 におけるMap/Reduceプロセスの RDMA による高速化ソリューション SSD を大容量キャッシュとして活用し、低レイテンシーの InfiniBandで外部共有することでコストを大幅に削減 Hadoopクラスタの高性能化とコストの削減を両立 ・高速ネットワーク経由で共有することにより、高性能だが高価な SSDを効率良く最大限に活用することが可能 ・Hadoopジョブに要するCPU 負荷を低減し、処理実行時間を大幅に短縮 ・InfiniBandのエンドトゥエンドレイテンシーは 1.3 マイクロ秒のため、性能に影響を与えずにネットワーク経由で SSDの共有が可能 コンポーネントによるレイテンシーの違い コンポーネント InfiniBand レイテンシー（マイクロ秒） 0.7 Ethernet RDMA (RoCE) 1.3 Ethernet TCP 6 Fibre Channel 20 SSD リード 25 Disk リード Fibre Channel での SSD の総レイテンシー InfiniBand での SSD の総レイテンシー Fibre Channel 44% SSD Read 56% ・UDA は Hadoop ユーザに透過的、既存アプリケーション実行にも影響なし SSD Read 97% Shuffle InfiniBand 3% Mapper RDMA Data Split 6000 Merge Sort 合計 : 25.7 マイクロ秒 Mapper ストレージアクセラレーションサーバを活用する高速化ソリューション SSD FC RAID ストレージ アクセラレーションサーバ Replication バースト的な特性のIO処理が Terasort ベンチマーク 集中するフェーズ （ファイルサイズ 20GB, ノード当たり 16GB のデータ, 900 Mapper ソリューションの特長 RDMA Data ・SSD はストレージサーバの台数分で済むため、投資削減が可能 Split Data Split 10GE 45％ 600 Merge 500 Sort Reducer 400 300 約 2 倍の高速化！ 200 100 0 Mapper RDMA 処理実行時間を 大幅に短縮 Out Split … ・DB のマスターテーブルもSSD キャッシュから読込み可能 ・8Gbps FC の 7 倍のスループット、50 万 IOPS/SSD の性能 ・SSD を DRBD でレプリケーションすることで二重化が可能 ・SSD 搭載サーバとInfiniBand で接続することで、直付けと同等の 応答性能 1GE 800 700 8Nodes 10Nodes Out Split RDMA* *ReplicationのRDMA対応は将来サポート予定 ソリューションの特長 8 Mappers, 4 reducers, 4 Disks） 1000 Reducer ネットワーク負荷が 集中するステージ ・Shuffle ・HDFS Replication Data Split Shuffle RDMA* RDMA Mapper Execution Time(sec) アプリケーション DB サーバ 40/56Gbps InfiniBandスイッチ VSA Merge Sort … VSA IB ＋ DRBD でミラーリング Out Split RDMA Data Split ストレージの統合において特定の I/O に集中しがちな処理を SSD によって高速処理可能 SSD Reducer … 合計 : 45 マイクロ秒 Replication バースト的な特性のIO処理が 集中するフェーズ 12Nodes IPoIB UDA IB UDA 10GE RDMA* ・オープンソース ・Hadoopアプリケーションを変更せずに処理能力を倍増 ・Hadoopプラグインソフトウェア ・RDMA によるバースト転送 インメモリ型処理に RDMA を活用 ・Shuffle 処理と並行してReduce 処理を開始 ディスクI/O オペレーションを大幅に削減 ・InfiniBand（RDMA） とEthernet（RoCE） で利用可能 ・ゼロコピー、トランスポートオフロード、カーネルバイパス Software 高速化ソフトウェア製品とソリューション VSA ストレージアクセラレーションソフトウェア UDA 非構造化データアクセラレーションソフトウェア メラノックスの非構造化データアクセラレーションソフトウェア （UDA）は、Hadoopアプリケー ションのパフォーマンスを加速すると同時に、Hadoopクラスタのスケーリング性能を向上させ るプラグインソフトウェアです。効率的なデータのマージソートアルゴリズムとRDMAを組み合 わせて使用する新しいデータ転送プロトコルにより、メラノックスの RDMA 対応 InfiniBand HCA および RoCE* 対応 Ethernet NICをベースとするHadoopクラスタで Hadoopフレーム ワークが加速され、サーバ間の効率的なデータ転送が可能になります。 メラノックスのストレージアクセラレーションソフトウェア （VSA）は、Tier1ストレージおよびゲー トウェイに優れた拡張性とハイパフォーマンス、そして低レイテンシーをもたらすソフトウェアソ リューションです。このソフトウェアにより、リモートストレージへのブロックレベルの超高速アク セスが可能と なり、SAN、DAS、または Flash ベースのストレージへのアクセスが加速されます。 *RoCE（RDMA over Converged Ethernet） SSD の特性を活かしたストレージサーバソリューション ビッグデータ解析 におけるMap/Reduceプロセスの RDMA による高速化ソリューション SSD を大容量キャッシュとして活用し、低レイテンシーの InfiniBandで外部共有することでコストを大幅に削減 Hadoopクラスタの高性能化とコストの削減を両立 ・高速ネットワーク経由で共有することにより、高性能だが高価な SSDを効率良く最大限に活用することが可能 ・Hadoopジョブに要するCPU 負荷を低減し、処理実行時間を大幅に短縮 ・InfiniBandのエンドトゥエンドレイテンシーは 1.3 マイクロ秒のため、性能に影響を与えずにネットワーク経由で SSDの共有が可能 コンポーネントによるレイテンシーの違い コンポーネント InfiniBand レイテンシー（マイクロ秒） 0.7 Ethernet RDMA (RoCE) 1.3 Ethernet TCP 6 Fibre Channel 20 SSD リード 25 Disk リード Fibre Channel での SSD の総レイテンシー InfiniBand での SSD の総レイテンシー Fibre Channel 44% SSD Read 56% ・UDA は Hadoop ユーザに透過的、既存アプリケーション実行にも影響なし SSD Read 97% Shuffle InfiniBand 3% Mapper 6000 合計 : 25.7 マイクロ秒 Mapper ストレージアクセラレーションサーバを活用する高速化ソリューション VSA FC RAID Shuffle ストレージ アクセラレーションサーバ Replication バースト的な特性のIO処理が Terasort ベンチマーク 集中するフェーズ （ファイルサイズ 20GB, ノード当たり 16GB のデータ, Mapper ソリューションの特長 Data ・SSD はストレージサーバの台数分で済むため、投資削減が可能 Split Data Split 1GE 800 10GE 700 600 Merge 500 Sort 45％ Reducer 400 300 Mapper 100 0 RDMA 処理実行時間を 大幅に短縮 Out Split 約 2 倍の高速化！ 200 … ・DB のマスターテーブルもSSD キャッシュから読込み可能 ・8Gbps FC の 7 倍のスループット、50 万 IOPS/SSD の性能 ・SSD を DRBD でレプリケーションすることで二重化が可能 ・SSD 搭載サーバとInfiniBand で接続することで、直付けと同等の 応答性能 900 RDMA 8Nodes 10Nodes Reducer Out Split RDMA* RDMA* *ReplicationのRDMA対応は将来サポート予定 ソリューションの特長 8 Mappers, 4 reducers, 4 Disks） 1000 Out Split ネットワーク負荷が 集中するステージ ・Shuffle ・HDFS Replication Data Split Execution Time(sec) アプリケーション DB サーバ 40/56Gbps InfiniBandスイッチ VSA Reducer RDMA Mapper IB ＋ DRBD でミラーリング SSD Merge Sort … SSD RDMA Data Split ストレージの統合において特定の I/O に集中しがちな処理を SSD によって高速処理可能 Merge Sort … 合計 : 45 マイクロ秒 RDMA Data Split Replication バースト的な特性のIO処理が 集中するフェーズ 12Nodes IPoIB UDA IB UDA 10GE RDMA* ・オープンソース ・Hadoopアプリケーションを変更せずに処理能力を倍増 ・Hadoopプラグインソフトウェア ・RDMA によるバースト転送 インメモリ型処理に RDMA を活用 ・Shuffle 処理と並行してReduce 処理を開始 ディスクI/O オペレーションを大幅に削減 ・InfiniBand（RDMA） とEthernet（RoCE） で利用可能 ・ゼロコピー、トランスポートオフロード、カーネルバイパス VMA メッセージングアクセラレーションソフトウェア メラノックスのメッセージングアクセラレーションソフトウェア （VMA）により、金融機関の市場 データ環境や Web 2.0クラスタ環境などで利用されている、メッセージベースのアプリケーショ ンやストリーミングアプリケーションのパフォーマンスが強化されます。従来の InfiniBand なら びにEthernetインターコネクトネットワークで稼働するアプリケーションと比較して、最大 67% のレイテンシーの短縮と、サーバあたりで 200%ものアプリケーションスループットの向上が実 現されます。 VMAを使用したメッセージ（TCP/IP）高速化ソリューション memcachedの一般的な使われ方 アプリケーションサーバ RDBMS RDBMS アプリケーション VMA ライブラリ アプリケーションと memcached サーバが 直接通信を行う memcached サーバ 初回アクセス：RDBMS からデータを取得しmemcached に格納 ２度目以降：memcached からデータを引き表示 低レイテンシー、パフォーマンス強化 画期的なファブリックモデルによる管理 memcachedの構成 ブラウザ TCP/IP は memcached サーバへのアクセスに 不要なプロトコルの 処理が多い Socket Lib TCP/IP memcached サーバ memcachedのレスポンス性能を10 倍以上に向上 ソリューションの特長 ・ダイナミックリンクが可能な BSD-Socket インタフェースに準拠したライブラリ、アプリケーションの変更は一切不要 ・ カーネルバイパスで CPU の TCP/IP 処理に関するオーバーヘッドを削減、アプリケーション性能を向上 ・ RDMA によりmemcached サーバ間をゼロコピーでデータ転送、I/O 性能を劇的に向上 ・ 低レイテンシー、ジッターの削減により、メッセージロスによる再送を激減 ・ memcached など分散型メモリキャッシュシステムからのレスポンス性能を劇的に向上 UFM データセンター管理用ソフトウェア メラノックスの Unified Fabric Manager（UFM）は、スケールアウト型の InfiniBand ならびに Ethernetコンピューティング環境を管理するための強力なプラットフォームです。UFMでは、 データセンターの担当者が最新のデータセンターファブリックの効率的なプロビジョニングや 監視、運用を行うことが可能になりま す。 MLNX- OS メラノックス独自のスイッチ管理用 組み込みオペレーティングシステム メラノックス ソフトウェア製品とソリューション Fabric Collective Accelerator（FCA） MPI のコレクティブ通信処理を CPU から ネットワークへオフロード メラノックス テクノロジーズ ジャパン株式会社 151-0053 東京都渋谷区代々木2-13-5 KT新宿ビル10階 電話: 03-6383-4691 Fax: 03-6383-4692 E-mail: japan_sales＠mellanox.com www.mellanox.co.jp © Copyright 2013. Mellanox Technologies. All rights reserved. Mellanox、BridgeX、ConnectX、CORE-Direct、InfiniBridge、InfiniHost、InfiniScale、PhyX、Virtual Protocol Interconnect および Voltaireは、メラノックステクノロジーズ社の登録商標です。FabricIT、 MLNX-OS、Unbreakable-Link、UFM および Unified Fabric Managerは、メラノックステクノロジーズ社の商標です。記載されているその他の会社名および製品名は、各社の商標または登録商標です。 2013.3 アクセラレーションソフトウェア メラノックスは、スケールアウト型の InfiniBand および 10/40ギガビットEthernetスイッチとのコンビネーションで 最高レベルのパフォーマンスを実現するソリューションを提供しています。 このアクセラレーションソフトウェアにより、レイテンシーの低減とスループットの向上、さらにCPU サイクルのオフ ロードを実現することが可能となり、アプリケーションのパフォーマンスが大幅に向上し、新たなハードウェアに対す る投資を行う必要がなくなります。 マネジメントソフトウェア メラノックスのマネジメントソフトウェアにより、アプリケーションを中心とした革新的なアプローチが可能となり、 サーバ、アプリケーションおよびファブリックの構成要素の間に存在するギャップを埋めることができます。 実現される画期的なファブリックモデルでは、例えばスピードが重視されるアプリケーションやサービスなど、ビジネ スに関連する一連の構成要素としてファブリックを管理することが可能です。また、個別のポートやデバイスレベル ではなく、アプリケーションの論理レベルでのファブリックの監視やパフォーマンスの最適化が可能となります。
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