データセンターのストレージ向けに新材料導入による低電力化を追求

　インターネットの普及とIT（情報処理技術）の進化によって生まれた大容量かつ多様なデータ、いわゆるビッグデータに注目が集まっている^注1）。国内のデータセンターにおける消費電力とデータ容量のトレンドを図1に示した。ビックデータを効率良く記憶し、利用するニーズに応えるために、国内のディスク・ストレージ容量は、2020年には2011年の45倍に増大すると予想されている。これに伴い、データを低電力かつ高速に処理する技術のニーズが高まっている。

^注1）ビッグデータとは、インターネットの普及とITの進化によって生まれた、これまで企業が扱ってきたデータに比べて大容量かつ多様なデータを扱う新たな仕組みを指す。その特性はデータの量と頻度（更新速度）、多様性（データの種類）によって表現される。（日立製作所ホームページ http://www.hitachi.co.jp/products/it/bigdata/column/column01.htmlから）

図1　国内データセンターの消費電力とデータ容量のトレンド

[画像のクリックで拡大表示]

　外部記憶装置のデータ転送速度のトレンドを図2に示す。現在のディスク・ストレージの主流はHDDだが、より高性能なストレージ・デバイスであるSSD（solid state drive）に置き換える動きが進んでいる。SSDに用いるNANDフラッシュ・メモリは、多値（2ビット/セル）記憶によって大容量化を実現している^注2）。しかしながら、高い内部電圧が必要なため、消費電力が大きいという課題がある。そのため、現行のSSDでは、単位電力当たりのデータ転送速度の要求を2015年以降に満たせなくなると予想される。

^注2）多値記憶とは、一つのメモリ・セル当たりに2ビット以上のデータを記憶させる技術。基本となる1ビット記憶（single level cell：SLC）に対して、現行NANDフラッシュ・メモリでは2ビット記憶（multi level cell：MLC）が主流となっている。多値記憶では、メモリ・セルのしきい値電圧を多値にするため、より高電圧で長時間の動作に耐える記憶素子技術が求められる。

図2　外部記憶装置のデータ転送速度のトレンド

　この傾向は、データセンターの最上位のストレージ階層（Tier0）において特に顕著だ（図3）。Tier0に保存されるデータ量は、データセンターに保存される全データ量の5％にすぎないが、アクセスの80％が集中する。この階層の高速化と電力削減が本質的に重要であるわけだ。そこで、これまでにない高速で低電力そして高信頼な次世代のSSDが求められている。

図3　データセンターのストレージ階層