オラクルのクラウド戦略とSPARCへの開発投資はどう結び付くのか？：開発トップに聞いた

世界中の動きを正確かつリアルタイムに観測し、意思決定サイクルを高速化するためには、データベースシステムの性能をハードウエアもソフトウエアも高度化する必要がある――それがSPARCの未来だ。

[PR／＠IT]

PR

クラウドにかじを切ったオラクルとSPARCの関係って？

　米オラクルは、2013年の年次イベント「Oracle OpenWorld」以来、「クラウド市場でトップになる」と宣言しており、2015年4月には日本国内でも「Oracle Database」や「Java」実行環境をクラウド経由で提供するPaaS「Oracle Cloud Platform」を全面的に販売する体制を整えることを発表している。

　オラクルではデータベースミドルウエアだけでなく、ERP（Enterprise Resource Planning、企業資源計画）やCRM（Customer Relationship Management、顧客関係管理）、HRM（Human Resource Management、人的資源管理）などのビジネスアプリケーションへの投資を続けており、これらを基にクラウドネイティブなアプリケーションサービスを開発、SaaS（Software as a Service）ビジネスの展開に注力しているところだ。

関連記事

• 「競合はIBMでもSAPでもなく、セールスフォースとAWS」――ラリー・エリソン氏

　一方のハードウエアについては、「Oracle Exadata」に代表される「エンジニアドシステム」のラインアップを充実させており、既に日本国内だけでも多数の導入実績を持つに至っている。

　SPARCについて言えば、2010年のサン・マイクロシステムズ買収直後から「Oracle SuperCluster」を、それ以降も例えば2013年にはSPARCサーバーの新ラインアップ「M5」「T5」をリリース。同年9月には「Oracle M6-32」という大容量メモリ搭載機も発表しており、また、相当額の開発投資継続も都度宣言してきたのだが、どうしても古くからIT業界に身を置くエンジニアたちには「オラクルはSPARC、Solarisといった旧サン・マイクロシステムズの資産を忘れてしまっているのではないか」と誤解しかねない状況だったかもしれない。開発投資を継続するというが、オラクルのクラウド戦略と、それを実現する製品／サービスポートフォリオからSolarisもSPARCも見えにくい状況が続いてきた感がある。

関連記事

• オラクルはT5、M5投入で「マーケットリーダーになる」と宣言
• オラクルがSPARC M6-32サーバー発売、次世代プロセッサーはクエリ処理も実装

　ところが、ここに来て「Oracle SuperCluster」をはじめとする、旧サン・マイクロシステムズに由来する製品が、同社「エンジニアドシステムズ」ラインアップと、販売・開発体制を統合する動きが強化されつつある。

　クラウド市場を狙う戦略を採る一方で、ハードウエアラインアップをついに統合し始めたオラクル。これは、オラクル全体の中でどういった意味を持つのだろうか。

　2015年4月9〜10日に開催された「Oracle CloudWorld Tokyo 2015」には、米オラクルからSPARCのアーキテクトである、システムズ・ハードウエア開発担当バイスプレジデントであるリック・ヘザリントン氏が来日した。編集部では「Cloud」を冠するイベントで、SPARCプロセッサーの開発者が語る将来を聞いた。

サンからオラクルへ、ソフトウエアインシリコンを実装したSPARC M7に至る開発史

「このイベントではオラクルが過去5年の間にSPARCにどう投資をしてきたのか、その成果を示す」というヘザリントン氏

　オラクルでは2010年の買収以降、SPARCの開発に年間約50億ドルもの投資を継続しており、コンスタントにリリースを重ねてきた事実がある（下図）。

　「2015年中には新しいSPARCプロセッサー『M7』を搭載した製品を市場に投入する予定だ」（ヘザリントン氏）

オラクルにおけるSPARC開発の流れ　図右端が2015年中にも市場投入される予定のSPARC M7だ

　SPARCはこのように、オラクルによる買収以降の5年間、ロードマップの通りに着々と新しいプロセッサーをリリースし続けている。ヘザリントン氏が言う最新プロセッサー「M7」には、実は今まで以上にオラクルらしい機能がふんだんに盛り込まれているという。

SPARC M7とDB高速化のためのソフトウエアインシリコン実装

　「実はオラクル傘下に入ってすぐに『SPARC M7』の開発に着手しており、当時、既に『ソフトウエアインシリコン』の設計をスタートさせていた」（ヘザリントン氏）

　ソフトウエアインシリコンとは、アプリケーションのパフォーマンス向上につながる実装をプロセッサー回路に組み込むことを指す。ソフトウエアアクセラレーターをプロセッサー回路が持つと考えると分かりやすいだろう。このソフトウエアインシリコンを実装したプロセッサーこそが、2015年にも市場に投入されるという「SPARC M7」である。

　実は、昨年（2014年）8月に開催されたプロセッサー関連の学会「Hot Chips 26（A Symposium on High Performance Chips）」では、市場でのお披露目よりも先に「SPARC M7」プロセッサーの実装が発表されている。その内容を見ると、プロセッサーそのものの集積率や性能が高まっていることはもちろんだが、5年がかりで開発してきたソフトウエアインシリコンがどのようなものを目指してきたのかがよく分かる。

SPARC M7における機能フィーチャ

　上の図が示す通り、例えばデータベースクエリの最適化がプロセッサー内の機能として盛り込まれており、クエリによっては行データを列データにメモリ上で変換する処理などを、ハードウエアが内容を理解して実行する仕組みになっている。また、データ圧縮や暗号化もプロセッサー上に実装されている。加えて、後述するようにハードウエアでメモリを保護する、という革新的な実装が加わっている点も注目したい。

　「（SPARCプロセッサーが実装する）ソフトウエアインシリコンは、Oracle Database 12cとの密な連携――特に12cで実装されるインメモリカラムナーデータベースなどのアクセラレーターになることを強く意識して開発している」（ヘザリントン氏）

　Oracle Database 12cは、「プラガブルデータベース」「コンテナー」などの機能を盛り込み、発表当時「クラウドのためにデザインされたデータベース」（ラリー・エリソン氏）と表現されていたように、クラウド的なソフトウエア定義型のフレキシブルなデータベースであることを強く意識した実装が注目を集めた。同時に、ローストア型データベースでありながらカラムストアデータベースとしての機能を盛り込んだことも話題になった。

関連記事

• Oracle Database 12cはITリソース集約・効率化時代の運用改善に注力したDB

DB高速化、インメモリDBのためのソフトウエアインシリコン

　ここからはより詳細に、「Oracle Database 12cとの密な連携」がどのようなものかを探っていこう。

ログデータの信頼性を守るための仕組み

　データベースを扱う技術者ならば周知のように、データ整合性を保つ上で、ログデータの精度は非常に重要なものだ。何らかの障害が発生しても安全にデータを復旧するためには、このログデータがとりでとなる。

　通常の汎用プロセッサーやOSであっても、一定程度以上の品質でデータを保持できるのはもちろんだが、プロセッサー能力の限界や、ログデータ書き込み領域のパフォーマンスは問題になり得る。特に、非常に高い負荷の中で性能を求められる場合――例えば、世界規模の取引データを一元的に扱うシステムで、都度のデータ更新が行われるのと並行して、複数のセッションで再集計が行われる場合には、ログ書き込みすら追い付かない可能性もある。

　「M7では、プロセッサーのスケジューリングに『クリティカルスレッド』という概念を加えている。重要なスレッドにフラグを付け、OSがそれを認識して高度なスケジューリングを行うものだ。例えば、データベースのコミットやトランザクションのログを書き込むスレッド『Log Writer』などは、最優先で実行すべきスレッドとして保護されるようになっている」（ヘザリントン氏）

インメモリDBをエラーなく運用するための仕組み

　SPARC M7には、前述のように、インメモリデータベースの運用を強く意識したメモリ保護機構「Application Data Integrity」（ADI）が盛り込まれている（下図）。

　インメモリデータベースでは、一度に大量のデータをメモリ上にロードして集計やデータ分析を行う。いまや業態によっては特定カラムのみをロードするにしても数テラバイトものデータ量になることがある。一方で、メモリ上のデータは「ストレージよりもバグや攻撃によるデータ破壊に弱い」という。この課題を解決する目的で実装されているのがADIだ。

　セキュリティ面でのリスクはもちろん、実運用上、データが破損した場合にはまた数テラバイトのデータをロードし直す必要があり、業務オペレーション効率の面でもリスクが大きい。

　この他、DB処理高速化、格納データ量削減にも寄与するデータ圧縮／展開に関する機能もソフトウエアインシリコンで実現している。ソフトウエア的に実装した場合と比較して処理オーバーヘッドが低くなることから、アプリケーションパフォーマンスをより高めることにつながる内容だ。さらにJavaアプリケーションのためのアクセラレーター機能もソフトウエアインシリコンで実装予定だ。

企業の事業運営に必要なものをITで支えることの本質

　こうしたシステムが実現するならば「のどから手が出るほど欲しい」と考える企業は少なくないだろう。

　例えば、「リアルタイム経営」などとよく言われているが、リアルタイムに経営判断を行うためには、あらゆる拠点の財務状況を都度把握しなければ実現しない。このためには、大量のオンライン取引が走る中であっても正確に経営状況のトレンドを把握し続ける必要がある。一日に何度も集計プロセスを実行したいと考える組織は少なくない。例えば、電子機器メーカーなどのように、需給の変動が激しく、製品ライフサイクルが非常に短い業界では、実際にこうしたリアルタイム経営のための業務プロセスが、技術開発と並んで企業価値の根幹になっている事も少なくないという。材料価格や通貨レート、需給トレンドに即した生産調整こそが企業力となるからだ。

　従来、こうしたオペレーションは夜間バッチを使った集計が行われてきた。当日の情報を夜間に格納・集計するこの方法では、少なくとも前日までの情報を把握可能だったかもしれないが「前日ではとても市場競争に追従できない」というのが、昨今の事業部門側の課題だろう。

　「夜間」に「バッチ」で処理してきた理由は、データベースサーバーの負荷に問題があるためだ。ITリソースの能力不足が原因で夜間バッチが必要になり、それが理由で状況判断のための情報獲得にかかる時間が延びるということであれば、ITが事業推進の足かせになってしまっているといえる。こうした問題はデータベースやアプリケーション側が求める処理を速く実行できれば解消する。

　SPARC M7のソフトウエアインシリコンでクエリアクセラレーター、データ圧縮、ADIなどをプロセッサーに実装した理由は、このような企業ITシステムに求められる要件を満たすことが目的と言って良いだろう。

クラウドに適したアーキテクチャ

　オラクルが、データベースやオラクルアプリケーションに最適なプロセッサーとしてSPARCやソフトウエアインシリコンを開発してきたことは分かったが、それと、オラクル全体が目指す「クラウド」はどう関係するのだろうか。ハードウエア投資を継続しているとして、両者の戦略はどう結び付くのか。

　「クラウドとSPARC、Solarisは非常に親和性が高い」とヘザリントン氏は言う。

　「以前、ある取材でクラウドに対応するためにSPARCにどのような機能を実装する予定か、と聞かれて驚いたことがある。というのも、この段階でSPARC/Solarisにはクラウドが求める機能を全てそろえていたからね。高いパフォーマンスのコンピューティングリソース、効率の良いマルチコアアーキテクチャを持ち、かつマルチスレッドや大容量メモリをサポートしているし、OSに関して言えば、マルチテナントも仮想化も既に高いレベルで実装していたのだから」（ヘザリントン氏）

　具体的には OSレベルでの仮想化技術である「Solaris Zones」、ハイパーバイザー型の仮想化技術である「Oracle VM for SPARC」のように、OS層、アプリケーション層での仮想化・アプリケーション集約技術が2005年から盛り込まれている。

　「Solaris Zones」はコンテナー型の仮想化技術であり、「Oracle VM for SPARC」はハイパーバイザーをハードウエアに搭載済みであり、どちらも仮想化によるオーバーヘッドがない「ゼロ・オーバーヘッドの仮想化」環境を提供することが可能だ。

　また、クラウドにおいてはセキュリティも今まで以上に重要になるが、稼働する環境の評価と脅威から守るために必要な評価およびリポートを生成する機能、前述した仮想環境を読み取り専用にすることでコンテンツなどの改ざんを防ぎサービスを提供することが可能なユニークな機能も提供している。

　加えて「Solaris 11.2」では、さまざまなコンピュートリソースに共通のインターフェースを提供する「OpenStack」を組み込んだ。

　OpenStackが提供するコンポーネントをサポートするために新たに Solarisに組み込んだ機能はない。これは、Solarisがクラウドに必要な機能をすでに持っていることを意味しており、OpenStackにエンタープライズレベルで実証されているクオリティを付加することができる。

　SPARC/Solarisはもともと大規模な組織でマルチテナント性を維持しながら安全にデータベースアプリケーションなどを稼働させる環境が整っている。

　SPARCプロセッサーに搭載される暗号化アクセラレーターにより、アプリケーション、データベース、ファイルシステム、ネットワーク全てにハードウエアによるセキュリティ機能を透過的に提供することもできる。かつリソースの統合管理や柔軟な配布についても準備ができている状態だ。

　これを、企業グループ全体で、あるいは「業界クラウド」のように組織を横断してリソース共有していくことも可能だ。

　「（同社CTOである）ラリー（・エリソン氏）は、オラクルがIaaS、SaaS、PaaSの全てを提供する、と言っている。私自身も全てのエンタープライズシステムがクラウドに移行すると考えている」（ヘザリントン氏）

オラクルが目指すのはソフトウエアとハードウエアが融合したクラウド

　ここまでのヘザリントン氏の話を聞くと、オラクルがソフトウエアだけでなく、エンジニアドシステムズとしてハードウエアのラインアップを拡充する理由は、多様な選択肢をポートフォリオの中に持つための必然であるように考えられる。

　「オラクルはSPARC／x86、Solaris／Oracle Linux／Windowsのいずれの選択肢も持っている。PCサーバーを越える信頼性とパフォーマンスを得たいならば、その選択肢をきちんと用意しているのがオラクルの強みだ。われわれ開発チームは今後も全てに注力していく」（ヘザリントン氏）

　Oracle Database 12cや、Javaアプリケーションを高い性能と可用性で、かつセキュアで堅ろうに運用したい場合にはSPARC／Solarisがある。一方で、それだけではなく、ハイエンドx86アーキテクチャとLinuxのオープンな環境であっても性能と動作を保証したエンジニアドシステムズ環境がある。もちろん日本に多くのユーザーがいるWindows環境も同様である。

　また、データベースやアプリケーションをそのまま、クラウド的に運用するためのソフトウエア定義型環境として、Solarisにはカーネルレベルでの独立性も提供することも可能なよう拡張された「Solaris Zone」がある。データベース側にもコンテナーやマルチテナンシを保証するデータベースインスタンス管理の機能がある。加えて、インフラ全体の管理環境としては「OpenStack」にも目を向けている。巨大なエンタープライズシステムをクラウド運用するための準備は既に整っているといえよう。

　「Oracle Database 12cはクラウド的な運用を強く意識して開発されたデータベースだ。それを支えるSPARC／Solarisがオラクルのクラウド戦略を軸にした製品ポートフォリオの中にあることは、当たり前であり、全方位でクラウド市場トップになろうとしているオラクルでなければできないことだ」（ヘザリントン氏）

　オラクルのクラウドポートフォリオ全体としては、パブリック環境にはすでにPaaSとしてデータベースサービスやJavaアプリケーション実行環境、SaaSではクラウドネイティブなアプリケーションサービスを持っている。さらに、ヘザリントン氏らが「一つのチーム」として作り上げたハードウエアはIaaSとして利用するための用意も進んでいる。

　「現在オラクルでは、ハードウエア／OS／ミドルウエアの垣根なしに一つのエンジニアリンググループで開発を進めている。そして、このグループを率いるCTOも一人である」（ヘザリントン氏）

　ミドルウエアやサービスを提供するソフトウエア企業がハードウエア開発に投資をすることの意義は、ここにある。ソフトウエアをより効果的にするためにハードウエアロードマップを描くことができるのだ。

　オラクルが目指すクラウドは、ハードウエア／OS／ミドルウエアの垣根を越え、両者を高度な次元で有機的に結合したものであり、それこそが価値につながるものになっているといえるだろう。

次期SPARCは「T」と「M」を統合した新しいコアに

　ヘザリントン氏は、SPARC／Solarisのロードマップを示しながら、M7の次のプロセッサーについても示してくれた。次期SPARCは、従来の「T」と「M」の両方の機能を兼ね備えた物になる予定だ。

　「現在は新しいコアを設計中だ。M7の次のプロセッサーにはこの新しいコアが搭載されることになるだろう」（ヘザリントン氏）

　ロードマップでは、その次のバージョンでのフィーチャとして、キャッシュや帯域幅を拡大し、よりオラクルのアプリケーション製品群の性能を高める次世代のソフトウエアインシリコンの実装が予定されている。

　「Oracle CloudWorld Tokyo 2015」では、本稿で取材したヘザリントン氏ら開発陣を束ねるCTO ラリー・エリソン氏が、「オラクルは製品ポートフォリオの総合力でクラウド市場のトップに立つ」と発言していた。このとき、ポートフォリオの意味するものを、ミドルウエアなどのソフトウエアと理解していたが、エリソン氏の示したものはハードウエア／ソフトウエア、データベース・サーバープロセッサー、サービスなどの全てを含む、より広義なものであった。SPARCサーバーとオラクルのクラウド戦略が統合した先にはかなり面白いサーバーテクノロジーが待っているようだ。

　なお、SPARCとクラウド、ビッグデータ対応、今後のロードマップなどについては、TechTargetジャパンの別稿でも紹介しているので、併せて参考にしてほしい。