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株式会社 日立製作所RAIDシステム事業部 事業戦略室
手塚敬一
ストレージの仮想化とGreen ITへの取り組み
2008/06/24
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1. 仮想化市場動向
2. ストレージ仮想化の製品への応用例3. Green ITへの取り組み4. 日立ストレージソリューション導入事例5. まとめ
Contents
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仮想化市場動向
1
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仮想化とは
・サーバ仮想化VMwareCitrix Xen ServerMicrosoft Hyper-VOracle VM
・ストレージ仮想化
???
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ストレージ仮想化に求めるものとは?
数年前のGridへの期待と同じ?
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2003-4年当時のGridの議論
・Gridコンピューティングへの応用
・ストレージでもGrid技術を応用できないか?
・SC2003,SC2004ではスケーラブルな高性能ストレージGridのデモが印象的
(InfiniBand,10GbE)
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ストレージGridの定義http://searchstorage.techtarget.com/sDefinition/0,,sid5_gci1027907,0
0.html (Search Storage.comより引用)
1.冗長性
2.複数経路によるアクセス
3.拡張性
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NYの某ユーザでのGridに関する議論
・サーバ、ストレージの使用効率を高めたい
・ストレージの拡張性を高めたい
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Gridへの要求は仮想化への要求と同等
→Virtualization(仮想化)技術で企業のIT投資の最適化を図れないか
→仮想化トレンドが一気に加速
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仮想化で解決できること
・リソース共有
・利用率向上
・IT投資の最適化
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ストレージ仮想化の製品への応用例
2
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仮想化のアプローチ
・サーバ仮想化による方法
・スイッチ仮想化による方法
・ストレージ仮想化による方法
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日立ストレージによる課題解決
ユーザの課題 ソリューションソリューション
ストレージ管理・運用の簡易化
導入コストの増大
管理・運用の複雑化
電力・空調コストの増大 消費電力の低減
ストレージ資産の有効活用
仮想化仮想化
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ストレージ管理・運用の簡易化
ストレージリソース使用効率向上
既存ストレージ資産の有効活用
ストレージ資産の有効活用
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・ 業務アプリケーションに割り当てるボリューム容量の仮想化
Hitachi USP V/USP VM
プール
仮想ボリューム
業務A 業務B 業務C
ストレージリソース使用効率向上
仮想ボリューム仮想ボリューム
プールプール複数の仮想ボリューム間でプールの未使用領域を共有
各業務には仮想ボリュームを割り当て
ストレージ容量の使用効率を向上
(Hitachi Dynamic Provisioning)
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ボリューム容量の仮想化(Hitachi Dynamic Provisioning)がもたらす効果
従来の課題
ボリューム容量の仮想化がもたらす効果(1)
割当て済み未使用容量は
別用途での利用不可
各サーバに実ボリュームを割当て
各サーバに仮想ボリュームを割当て
未使用容量
実使用容量
別用途でも利用可能な
未使用容量を最大化
使用容量
30~40%
使用容量
30~40%
未使用容量
割当て済みの未使用容量
未割当て容量
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10TBHDD追加
10TB使用10TB使用
20TB未使用
プールとして30TBを購入
25TB使用25TB使用
5TB未使用
使用量増加
25TB使用25TB使用
15TB未使用
プールの容量を拡大(HDD追加)
HDD HDD
プールの容量がもうすぐ不足
HDD
未使用容量の有効利用、ストレージ投資コストの最適化が可能
使用データ容量
時間
容量
ストレージ容量(Hitachi
Dynamic Provisioning使用)
ストレージ容量(Hitachi
Dynamic Provisioning未使用)
ボリューム容量の仮想化がもたらす効果(2)
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ストレージ管理の統合、
ティアドストレージ
SANRISE USP
~165/332TB各種ストレージサービス(アーカイブ,マイグレーション…)
旧機種 ミッドレンジ ニアライン(ローコスト)
他ベンダ
Windows メインフレーム UNIX Linux
共通ストレージプール
シングル
ストレージ
イメージ
コピー/アーカイブ/マイグレーション
ストレージ管理・運用コストの大幅削減
複数の異機種ストレージを、日立ディスクアレイのリソースとして一元管理
HitachiUniversal Storage
Platform V
ストレージの仮想化 (Hitachi Universal Volume Manager)
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Hitachi USP V : Hitachi Universal Storage Platform VHitachi USP VM: Hitachi Universal Storage Platform VM
ストレージ仮想化がもたらす効果
SANSAN
HitachiUSP V/VM
既存資産の有効活用
運用コスト低減
複数の異機種ストレージを一元管理
機種毎に必要なストレージ管理・運用
機種毎に異なるサポート機能
導入前導入前 導入後導入後
複数の異機種ストレージを仮想的に統合
既存ストレージ資産の有効活用によりストレージTCOの削減が可能
容量・機能などに課題ある既存資産
Hitachi Universal Volume Manager
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既存ストレージ資産の有効活用と、ストレージリソースの使用効率向上を両立
ボリューム容量の仮想化
SAN
既存ストレージ
Hitachi USP V/Hitachi USP VM
Hitachi Dynamic Provisioningストレージプール
既存ストレージのボリューム容量も仮想化
既存ストレージのボリューム容量も仮想化
ストレージインフラ全体の容量使用効率を向上
Hitachi Dynamic Provisioning + Hitachi Universal Volume Manager連携
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ストレージ(計141TB)を、開発部門データ、部門共有データ、個人PCデータに割当て使用中
ストレージ仮想化 適用事例 - Step1 ストレージデバイスの仮想化 -
. .
.
.
設計開発サーバ(約30台) 従業員クライアントPC(約1000台/20部門)
・・・ ・・・
設計データ
部門共有データ(仮想)
個人PCデータ(仮想)
・・・ ・・・
外部ストレージ
33TB(95Vol)
20TB(53Vol)
52TB(約1000Vol)
未割当て容量
36TB
トータル容量141TB
使用容量
割当て済みの未使用容量
未割当て容量
51TB(36%)
53TB(38%)
37TB(26%)
ストレージデバイスの
仮想化(Universal Volume
Manager)
既存ストレージ資産を有効活用
21© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
. .
.
.
設計開発サーバ(約30台) 従業員クライアントPC(約1000台/20部門)
・・・ ・・・
設計データ
部門共有データ
個人PCデータ
・・・
外部ストレージ
100TB(仮想)
トータル実容量141TB
使用容量
未使用容量
51TB(36%)
90TB(64%)
141TB(プール)
トータル仮想容量300TB
100TB(仮想)
100TB(仮想)
ディスクドライブを順次追加
していくことでサーバの設定
変更無く使用可能
ストレージ仮想化 適用事例 – Step2 ボリューム容量の仮想化 -
ボリューム容量の仮想化
(Hitachi Dynamic Provisioning)
ストレージインフラ全体の容量使用効率を向上
未使用容量が90TBに増加、サーバ,クライアントへの
割り当て容量が300TBに増加
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ストレージ管理・運用の簡易化
ストレージ資産の有効活用
ボリューム容量設計、性能設計不要化
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10TBHDD追加
業務ごとのボリューム容量使用状況監視不要、全体のプールの容量のみの監視へ
プールの容量は、使用量に応じてHDD追加で実現可能
10TB使用10TB使用
20TB未使用
プールとして30TBを購入
25TB使用25TB使用
5TB未使用
使用量増加
25TB使用25TB使用
15TB未使用
プールの容量を拡大(HDD追加)
HDD HDD
プールの容量がもうすぐ不足
HDD
ストレージ投資コスト、ランニングコストの最適化が可能
ボリューム容量の仮想化がもたらす効果 (容量管理)
Hitachi Dynamic Provisioning
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ボリューム容量の仮想化がもたらす効果の検証
性能設計負荷の軽減性能設計負荷の軽減
管理負荷の低減管理負荷の低減
Hitachi Dynamic Provisioning
& Oracle Automatic Storage Managementにより、
仮想化による新しいOracleストレージ管理を実現
- 2008/3/25 日立/Oracle ベストプラクティス公開 -
Hitachi Dynamic Provisioning
& Oracle Automatic Storage Managementにより、
仮想化による新しいOracleストレージ管理を実現
- 2008/3/25 日立/Oracle ベストプラクティス公開 -
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ボリューム容量の仮想化がもたらす効果の検証 (性能設計負荷の軽減)
94.194.1
2008/3/25 日立/Oracle ベストプラクティス公開
未適用時(最適構成時)
ボリューム容量仮想化 適用時
Oracle ASM(*)
連携時、最適構成時と同等性能をストレージの性能設計・チューニング作業なしに実現
ストレージを意識した性能設計が必要- HDD配置- RAIDレベル- LU配置 etc...
ストレージの性能設計を不要化
- プール設定のみ
(最適構成時性能を100とした場合)100
*:Oracle Automatic Storage Management>
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ボリューム容量の仮想化がもたらす効果の検証 (管理負荷の軽減)
2008/3/25 日立/Oracle ベストプラクティス公開
Oracle ASM連携時、複雑なボリューム容量設計を不要化しつつ、OS&Oracle管理作業ステップを半減
データファイルの空き容量不足に
ともなうディスク増設時作業
[Step1] ストレージへ HDD の
追加設定作業
[Step2] OSからのディスクの認識作業
[Step3] 権限,所有者の変更作業
[Step4]
ディスクグループへの追加作業&
ASMのリバランシング作業
OSからの認識・リブート、LVM、ASM追加設定が不要
プールに
空き容量がない場合
[Step1] ストレージへ HDD の
追加設定作業
[Step2] プールに対する
追加設定作業
ボリューム容量仮想化適用時従来
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Green ITへの取り組み
3
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日立の省電力への取り組み
5年間のCO2排出量を33万トン削減
(東京23区の1.2倍の森林面積相当)
今後5年間でデータセンタの
消費電力量を最大50%削減
IT省電力化プラン
環境対応製品の開発強化PJ データセンタ全体の省電力化PJ
・運用レベル(仮想化による使用リソース最適化)・装置レベル(HDDのMAID技術、テープライブラリ制御
技術 ・・・)・部品レベル(LSIの省電力化技術 ・・・)
IT製品の省電力技術開発適用
CoolCenter50
省電力への取組みを一層強化し、今後5年間でデータセンタの消費電力量を
最大50%削減することを目標に掲げ、省電力化プロジェクトを推進しています
空調機 変圧器UPS
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0.87
ボリューム容量の仮想化適用構成
消費電力比率(未適用構成を1とした場合)
ボリューム容量の仮想化未適用構成
■ オンラインボリューム40TBを割当てる場合
未適用構成(初期導入40TB)に比べ 消費電力を13%低減可能
ボリューム容量仮想化による省電力化
導入したストレージリソースは、
アクセス有無に関わらず電力を消費
導入したストレージリソースは、
アクセス有無に関わらず電力を消費 未導入分は電力消費なし未導入分は電力消費なし
未導入容量(10TB)
データ
割り当て容量
(40TB)
実ストレージ容量
導入容量(30TB)
割当て容量 ≦ 導入容量(データ量非依存)
割当て容量 ≧ 導入容量(データ量に応じて容量追加)
データ
割り当て容量
(40TB)
実ストレージ容量
導入容量(40TB)
ボリューム容量の仮想化 (Hitachi Dynamic Provisioning)
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大容量HDD利用による省電力化(1)
SAN
日立ストレージ管理ソフトウェア
正VOL
日立ストレージ管理ソフトウェアで、業務サーバ側の設定変更なしに、大容量HDDにデータ移動
副VOL
大容量SATA HDD高性能FC HDDD2Dバックアップ
D2Dバックアップ
データアーカイブ アーカイブ先にSATA HDDを利用することでデータ保管コスト低減
D2Dバックアップ先にSATA HDDを利用することでデータ保管コスト低減
データアーカイブ大容量SATA HDD高性能FC HDD
データの用途に応じた大容量HDD利用で
データ保管コスト(インフラコスト、電力コスト...)を低減
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0.73D2D
バックアップ
0.79
データアーカイブ
大容量SATA HDD構成項目 消費電力比率(FC HDD構成を1とした場合)
FC HDD構成
大容量HDD利用による省電力化(2)
■オンラインデータ10TBのバックアップ/アーカイブ
アーカイブ領域
用途に適したHDD使用により消費電力を低減可能
D2DバックアップD2Dバックアップ
データアーカイブ データアーカイブ
10TB (FC)10TB (FC) 10TB (SATA)10TB (FC)
10TB (FC)10TB (FC) 20TB (SATA)20TB(FC)
アーカイブ領域
146GB HDD 300GB HDD 146GB HDD 750GB HDD
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MAIDとは、安価なSATA(Serial ATA)ディスクを多数使用し、かつ、使用していないドライブの電源をオフ状態にすることで電力消費を最適化したディスクアレイ技術である。実際にアクセスが行われてからドライブが起動されるため、データのアクセス速度は犠牲になるが、テープと通常のディスク・ドライブの間を埋めるいわゆるニアライン・ストレージとしての活用が期待されている。
より引用
省電力化の一つのアプローチ MAID機能
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長期間アクセスしないHDD群をスピンダウン(ドライブの回転停止)して
電力削減を実現。
データの価値/特性/運用に応じて利用可能
ストレージ管理ソフトウェアの指示により、RAIDグループ単位で制御可能
スピンアップ
ストレージ管理ソフト(Storage Navigator Modular)
による指示
サーバ
① 常時稼働
② 定常時停止→ 利用時起動
③ 不使用(停止)
RAIDグループ単位でスピンダウン/スピンアップ
を制御
0 6 12 18 24 時間
0 6 12 18 24 時間
0 6 12 18 24 時間
スピンダウン
スピンアップ スピンダウンスピンダウン
例: スピンダウン/スピンアップ時間の制御
MAID; Massive Array of Idle DisksFC; Fibre Channel
Hitachi Adaptable Modular StorageHitachi Workgroup Modular Storage
MAID機能による省電力化
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0.58
バックアップデータは、1世代は高性能FC HDDに保存2~3世代は大容量SATA HDDに保存SATA HDDは、データ更新のために6時間/日のみスピンアップ
バックアップデータは全て高性能なFC HDDに保存筐体内
D2Dバックアップ
大容量SATA HDD構成項目 消費電力比率(FC HDD構成を1とした場合)
FC HDD構成
MAID機能による省電力効果試算(1)
■ オンラインデータ10TBの筐体内バックアップ
Hitachi Adaptable Modular Storage
10TB (FC)+20TB(SATA)
10TB (FC)
D2Dバックアップ
Hitachi Adaptable Modular Storage
30TB (FC)
10TB (FC)
D2Dバックアップ
筐体内D2Dバックアップにおいて消費電力を42%低減可能
SATA HDD
MAID機能
35© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
0.73
バックアップ先ストレージは、データ更新のために6時間/日のみスピンアップ
高性能遠隔
バックアップ
0.35
バックアップ先ストレージは、データ更新のために6時間/日のみスピンアップ低コスト
遠隔バックアップ
MAID機能適用構成
項目 消費電力比率(MAID機能未適用構成を1とした場合)
MAID機能未適用構成
MAID機能による省電力効果試算(2)
■ オンラインデータ10TBの遠隔バックアップ
Hitachi Adaptable Modular StorageHitachi Adaptable Modular Storage
遠隔バックアップ
10TB (FC)10TB (FC)
10TB (FC)
Hitachi Adaptable Modular Storage
遠隔バックアップ
遠隔バックアップ
10TB (SATA)
10TB (FC)10TB (FC)
SATA HDD
MAID機能
MAID機能
遠隔D2Dバックアップにおいて消費電力を65%低減可能
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特長
日立高信頼ディスクコントローラによる
テープライブラリ制御
レプリケーションボリュームやアクセス
頻度の低いデータをSATAの延長として利用
高信頼性、高可用性、高拡張性を確保
同時並行アクセスによる高性能
1ストリーム:200MB/s, 4ストリーム:800MB/s *圧縮率 2:1
8ストリーム時は最大で, 1,200MB/sec
低ビットコスト、大容量、低消費電力によるハイブリッドグリーンストレージ
Hitachi Disk Controller
LTO
SATA
FC
省電力向け製品 日立Tape Modular Storage概要 (1)
37© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
最大で20,000 巻のテープを管理する仮想ディスクライブラリ
8 テープライブラリ, 80 テープドライブ
最大容量 3,400TB/6,800TB*
省電力向け製品 日立Tape Modular Storage概要 (2)
TMS1000
業務サーバー(例; MS Exchange,
MS-SQL, Oracle)
S-VolP-Vol
(1)再同期 (D2D copy)
(2)アプリケーション停止
(4)アプリケーション開始
(3)ペア分割
(5)バックアップ (D2T copy)
D2D 制御
NetBackup(マスターサーバー)
NetBackup(メディアサーバー)
TR Manager(D2D, T2D 制御)
Tape Storage
Pool
NetBackup Management GUI
RAID Manager
38© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
仮想ディスクライブラリによる消費電力低減
AMS1000 (当社ミッドレンジアレイ)
HDD 500GB(SATA), RAID5
総ディスク容量190.4TB
TMS1000 (日立 仮想ディスクライブラリ)
HDD 500GB(SATA), RAID5
総ディスク+テープ容量190.4TB
1 テープライブラリ + テープドライブx 8 + 1FC-SW
kWh/
day
AMS1000 and TMS1000, 消費電力比較
0
50
100
150
200
250
300
350
1
40% 削減可能
AMS1000
TMS1000
39© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
一般のストレージ製品 HITACHI Universal Storage Platform V
$7,395
3年
間の
コス
ト$(000)
Source: David Floyer, CTO, ITCentrix
TCO(Total Cost of Ownership) 比較(3 年間のIT予算に与えるインパクト、トータル容量866TB)
$12,115
$0,000-
$2,000-
$4,000-
$6,000-
$8,000-
$10,000-
$12,000-
$14,000-
$7,395(8.9億円)
$12,115(14.5億円)
約-40%コスト削減
TCO: ストレージ購入コスト、ストレージソフトウェア購入コスト、ストレージ管理コスト、ストレージ運用コスト、通信コスト、電力/空調コストを含むトータルコスト
日立ストレージソリューションのTCO試算例
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日立最新ストレージソリューション導入事例
4
41© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
お客様の課題
- 容量設計が困難なため、ストレージ構成変更・容量追加を繰り返している
- 必要以上に容量を割り当てたため、データは格納されていないが、
別用途への流用はできない領域が大量にある
- 年々増加するユーザデータの保管コスト増大
国内某製造業 様
【導入前運用】本番データ、バックアップデータ、テストデータなどの全てのデータを
要件/使用頻度に関係なくエンタプライズストレージに格納。
【お客様の課題】
42© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
SAN
◆ オンラインデータ => 内部ストレージ
- 管理データ領域は通常ボリュームを使用
- DBテーブル領域には、仮想ボリューム4.5TBを割り当て(実記憶領域 3TBの1.5倍)
◆ バックアップデータ => 外部ストレージ- 仮想ボリューム4.5TBを割り当て(実記憶領域 3TBの1.5倍)
◆ テストデータ他 => 外部ストレージ- 仮想化したAMSのボリュームを使用(8TB)
導入ストレージソリューション国内某製造業 様
Hitachi USP V:Hitachi Universal Storage Platform VHitachi AMS:Hitachi Adaptable Modular Storage
プール(3TB)
プール(3TB)
Hitachi USP V
バックアップ
ミッドレンジストレージ
Hitachi AMS (外部ストレージ)
内部ストレージ
ストレージデバイス仮想化
ストレージデバイス仮想化
内部ストレージ
ボリューム容量仮想化
ボリューム容量仮想化
業務サーバ
テーブル領域合計4.5TB
ボリューム容量仮想化
ボリューム容量仮想化
43© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
ストレージ構成変更・容量追加を極小化- 業務毎の複雑なボリューム容量設計不要化
- 業務を停止することなくボリューム容量追加可能
ストレージ容量の使用効率向上- 空き領域を複数の業務間で共有可能
- 電力・空調などのランニングコスト低減
増加し続けるユーザデータを、最適なコストで保管- データの要件に適したストレージでデータ保管
- 要件の異なるストレージを一元管理
日立ストレージソリューション導入効果国内某製造業 様
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Hitachi Dynamic Provisioningの導入例
◆ビジネス要件:•コスト削減のための継続的な取り組み
•ストレージ購入、 ・スタッフ効率の向上
•アプリケーションの可用性向上および, SLA/ビジネス要件を満たすレベルを超えること
◆ソリューション:•Dynamic Provisioningによるストレージ使用効率の向上と, それに伴う ストレージの追加購入量の削減
•ストレージプロビジョニングに要する時間と労力の削減
•ストレージ性能の維持/向上
◆ユナイテッド航空:•世界最大手の航空会社の一つ。
•06(会計)年度の収益は200億㌦
•一日のフライト数は3,600•500TBのHDSエンタープライズストレージを保有
海外の事例
45© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
“日立は新しい革新技術によって, エンタープライズストレージ市場をリードし続けている。Hitachi Dynamic Provisioning導入は, 極めてハイレベルな性能と拡張性を備えた, 初のエンタープライズクラスソリューションを市場にもたらした。この新しいHitachi Universal Storage Platform Vは, 企業のストレージ保有総コストを下げる事によって, ストレージ経済の様相を変化させ続けるだろう。 ”
”日立が提供する仮想化とHitachi Dynamic Provisioningの組み合わせによって, 企業はTCOを削減し, ストレージ経済を改善することが可能になる。”
Gary Pilafas氏
(ユナイテッド航空マネージングディレクタ)
Hitachi Dynamic Provisioningの導入例海外の事例
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まとめ
5
47© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
まとめ
◎
MAID大容量HDDストレージデバイス
の仮想化
ボリューム容量
の仮想化
◎◎電力・空調コスト低減
◎(統合管理)
◎(容量設計不要化)
管理・運用コスト低減
◎(ビットコスト低減)
◎(既存資産活用)
◎(使用効率向上)
装置導入コスト低減
お客様ニーズに応える日立ストレージソリューション
お客様ニーズ
◎:効果大
各種仮想化機能の組み合わせで、ストレージ運用の効率化が可能
48© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
日立ストレージ ハードウェア ラインアップ
49© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
日立は、ITを通し、
「お客様のビジネス価値向上」と「TCO削減」
「地球環境問題解決」に取り組んでいます。
情報インフラ基盤を提供する企業として
*:同等性能・容量構成時での従来機種(Hitachi 9900V)との比較。CO2排出係数として0.4166kg-CO2/kWhを使用。
Hitachi Universal Storage Platform Vは、
年間約53t CO2 削減
Hitachi Universal Storage Platform Vは、
年間約53t CO2 削減
独自仮想化技術の進化により、さらなるシステム効率改善に努めます。
(*)
50© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.
・Microsoftは、米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。
・Windowsは、米国Microsoft Corporationの米国およびその他の国における登録商標です。
・HPは、米国Hewlett-Packard Companyの会社名です。
・HP-UXは、米国Hewlett-Packard Companyのオペレーティングシステムの名称です。
・Linuxは、Linus Torvaldsの米国およびその他の国における登録商標あるいは商標です。
・UNIXは、X/Open Company Limitedが独占的にライセンスしている米国ならびに他の国における登録商標です。
・その他記載の会社名、製品名は、それぞれの会社の商標もしくは登録商標です。
他社商品名、商標等の引用に関する表示