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ペタバイトとは?ギガバイト・テラバイトの違いや管理の方法など解説!

スマートフォンやタブレットなどのモバイル端末の普及に伴い、インターネット市場が大きく拡大しています。従来のストレージ単位である、ギガバイト・テラバイトでは現在のビッグデータを処理することは困難であり、さらに上位のストレージの必要性が求められています。
そこで登場したストレージ単位に「ペタバイト」が挙げられます。

本記事では、ペタバイトの特徴やギガバイト・テラバイトとの違いなどについて解説しています。また、ストレージ管理について理解するためのAzureとの関連性についても紹介していますので、ぜひ最後までご覧ください。

ペタバイトとは?ギガバイト・テラバイトの違いや管理の方法など解説!

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ペタバイトとは

ペタバイトとは、インターネット上で取り扱うストレージ容量の単位のことです。一般的には、「0」「1」で組み合わされる2進数で成り立ち、ビットと呼ばれるストレージ容量の最小単位で管理されます。
ここでは、ペタバイトがどのくらいの容量なのか、またストレージマネジメントにおける単位の概念などについて解説しています。

ペタバイトはどのくらい

ペタバイトがどのくらいなのか、気になるシステム開発者もいることでしょう。
ストレージ容量の単位として「ペタバイト」という概念が存在することは前述したとおりですが、具体的には1ペタバイトは、2の50乗バイト(1,024テラバイト=1,125,899,906,842,624バイト)です。
これは、コンピューターシステムにおける2進数の解釈であり、ペタバイトが2の50乗バイトという考え方は人間的思考としては一般的ではありません。そのため、ペタバイトは、10の15乗バイト(1,000テラバイト=1,000,000,000,000,000バイト)として考えることもあります。
つまり、テラバイトの特徴についてまとめると、下記のとおりです。

  • 2の50乗バイト(1,024テラバイト=1,125,899,906,842,624バイト)
  • 10の15乗バイト(1,000テラバイト=1,000,000,000,000,000バイト)

しかし実際は、どちらのデータを軸に取り扱えばよいのか分からないシステム開発者もいることでしょう。
結論をいえば、1ペタバイトは、2の50乗バイト(1,024テラバイト=1,125,899,906,842,624バイト)で理解することが重要です。理由は、1ペタバイトのような大容量ストレージを取り扱うにあたり、人間的思考でもある10進数を軸として考えると誤差が生じるためです。
実際、2の50乗バイト(1,024テラバイト=1,125,899,906,842,624バイト)から10の15乗バイト(1,000テラバイト=1,000,000,000,000,000バイト)を差し引いた場合に、125,899,906,842,624バイトもの誤差が生じます。
また、IT業界におけるストレージマネジメントの観点からみても、2の50乗バイト(1,024テラバイト=1,125,899,906,842,624バイト)とした指標が標準であることから、ペタバイトの概念についてはしっかりと理解しておくことが重要です。

企業が取り扱うデータ量の増加の原因

ストレージマネジメントにおけるペタバイトの概念が主流となってきた現代において、ペタバイトもの大容量ストレージが必要となっている背景について知らないシステム開発者も少なくありません。

実際の企業における取り組みのなかで、3Dマルチメディア系やIoTデバイスを取り扱うケースもみられ、画像だけでなく映像も視野に入れたデータエンジニアリングの重要性が求められています。1日で1ペタバイトを生成する企業も存在するため、ペタバイトの仕組みを取り入れたデータ処理を行う必要性があります。インターネットの普及に伴い、それらビッグデータが多大なストレージを要するようになった社会的背景から、企業が取り扱うデータが増加傾向にあるとされています。

ペタバイトの事例

ペタバイトの事例としては、主にスーパーコンピューターが挙げられます。つまり、従来のテラバイトの時代は終焉を迎えつつあります。IBMのなかでも知名度の高いワトソンのゲーム専用スーパーコンピューターは、実質16テラバイトに留まりました。
しかし次世代のスーパーコンピューターでは、ペタバイトを意識した開発が進められており、その事例として富士通などいくつかの大手IT企業が名を連ねます。

例えば、2006年4月20日、富士通は1.36ペタバイトのストレージ容量を実現したスーパーコンピューターを開発しました。当時は1ペタバイトのストレージ容量を確保できるシステム開発は困難を極めるなか、業界でも最先端の技術を展開していました。
ちなみに、1ペタバイトのストレージ容量を確保できれば、約130,000枚ものデジタルフォトが保存可能です。フルHDビデオ録画でみると、約1年分の時間を記録したボリュームとなります。

その他、ペタバイトの事例として、千葉大学を中心とした宇宙国際研究チームが発表した「模擬宇宙」が挙げられます。
これは、2021年9月10日に発表された事例であり、全体で3ペタバイトのストレージ容量になります。宇宙の暗黒物質が、銀河や惑星の創造と破壊を繰り返しているという概念を証明するための宇宙開発といえます。

ストレージ単位の概念

ペタバイトはストレージ単位の1つですが、他にもギガバイトやテラバイトと呼ばれる概念が存在します。
これらのペタバイトを含むストレージの概念は複数存在し、分かりにくいと感じるシステム開発者も少なくありません。
ストレージ単位とその概念について、下表にまとめました。

ストレージ単位 乗数 バイト
バイト 1 1
キロバイト 1,0241 1,024
メガバイト 1,0242 1,048,576
ギガバイト 1,0243 1,073,741,824
テラバイト 1,0244 1,099,511,627,776
ペタバイト 1,0245 1,125,899,906,842,624
エクサバイト 1,0246 1,152,921,504,606,846,976
ゼタバイト 1,0247 1,180,591,620,717,411,303,424
ヨタバイト 1,0248 1,208,925,819,614,629,174,706,176

ストレージ単位の概念を理解するには、「バイト」というコンピューター演算における単位について知っておく必要があります。
「1バイト=8ビット」という概念は基本となっていますが、そもそもビットという考え方は2進数に基づいています。
つまり、8桁の2進数の集合体が1バイトです。2進数という概念はコンピューター演算でのみ使用される考え方のため、人間的思考とは異なることに注意しなければなりません。
1ペタバイトが1,000テラバイトという人間的思考ではなく、システム開発における概念としては「1ペタバイト=1,024テラバイト」と認識しておきましょう。

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ペタバイトにおけるデータのストレージ管理

実際、企業の取り組みのなかで、下記のような事柄からペタバイト管理の重要性が示唆されています。

  • 「クラウドへのデータ移行で難儀する」
  • 「リプレースにおけるデータ移行で2ヶ月以上かかった」
  • 「システムのダウンロードに多大な費用がかかる」

これらの企業の取り組みを円滑に行うためにも、ペタバイト容量をサポートするストレージ管理が重要です。従来の構造化データだけでなく、前述したとおり動画映像などの非構造化データが増加傾向にあることも、その必要性として挙げられます。
一般的に、ビッグデータの取り扱いについてはクラウド上にて行われることも少なくありません。例えば、オブジェクトストレージにおいてWindowsから直接データ移行することは難しく、特別なGUIを活用するケースもみられます。
このように、アプリケーション導入による多大なコストは、クラウド上へのデータ移行に対する課題といえます。

それでは、今後も増大し続けると予想されるビッグデータに対して、ペタバイトで十分なのでしょうか。また、どのように管理していけばよいのでしょうか。

結論からいえば、前述した事例でも挙げたとおり、宇宙開発におけるストレージの現状でも3ペタバイトでした。そのため、現状としてはペタバイト級のストレージで十分対応できるものと予想されています。
しかし、ペタバイト級とはいえ、そのストレージ容量は膨大です。適切に管理しなければ、データエンジニアリングが行えないだけでなく、情報漏洩などのセキュリティリスクの危険性が伴います。
Azure Data Boxなら、ペタバイト級のオフラインデータを転送可能です。十分なセキュリティ対策を随時展開しているため、安心してデータ移行できます。
「Azure Data Box Heavy」の仕様がペタバイトに対応しているため、ストレージ管理に限界を感じている企業は、ぜひ導入をご検討ください。

ペタバイトのデータを取り扱う際の注意点

企業のシステム開発に携わる場合、ストレージにおける概念を理解しておかなければなりません。その理由の1つは、ビッグデータの取り扱い時の注意点が挙げられます。
ペタバイト級のビッグデータの取り扱いには十分注意しなければならず、些細な過ちで甚大な被害を及ぼすケースも少なくありません。
それでは、ペタバイトのデータを取り扱う際の注意点には、どのような内容が挙げられるのでしょうか。結論をいえば、下記の3つです。

  • 従来型ストレージにおける容量拡張の困難
  • データ移行
  • NFS/NAS/GLSとの互換性

ペタバイトもの大容量を確保する方法として、従来型のストレージを増設するケースが一般的ですが、そもそも従来型のストレージがペタバイトに対応していないケースも少なくありません。
機種によってはペタバイトへの増設が可能なストレージも存在しますが、すべてが可能ということではないことについては留意しておく必要があります。

また、ペタバイトものデータを移行する際は、伝送時にエラーが発生することもあり、データが破損する危険性がともなうことも注意しなければなりません。

この場合、データエンジニアによるクレンジングを必要としますが、慎重にデータを取り扱うことでこのような惨事を回避することも可能です。また、NFS/NAS/GLSとの互換性についても理解しておくことで、円滑なデータ移行ができることでしょう。

ペタバイトとAzureとの関連性

ペタバイトを備えたストレージ管理に手間を感じながらも、マネジメントの必要性を示唆している企業も少なくありません。
ペタバイト級のビッグデータを管理する場合は、アプリケーションを導入して運用することをおすすめします。

Azure Data Box Heavyエディションにおける「Azure Data Box Heavy」は、ペタバイトにも対応しているため、ビッグデータの適切な運用管理を実現できます。
Azureへのデータ移行を高速かつ安全に行うことができ、転送後の改ざんなどの被害も回避することが可能です。具体的な仕組みとしては、従来のネットワークに接続して、標準のNAS規格のうちSMBやCIFSにてデータ転送を実施します。
その後、ビッグデータを「Azure Data Box Heavy」に取り込むことで、データエンジニアリングに活用できます。
また、取り込んだビッグデータは、256-AESによる暗号化形式によって自動的に保護されるためセキュリティの観点からみても問題ありません。

まとめ

今回は、ペタバイトの特徴やギガバイト、テラバイトとの違いなどについて解説してきました。
また、ストレージ管理について理解するためのアプリケーションとして、「Azure Data Box Heavy」について紹介しました。
さらにAzureの関連製品との関連性についても、ペタバイト級のストレージ容量を網羅できる仕組みが存在するため、導入することでスムーズにマネジメントできることでしょう。

ビッグデータをエンジニアリングする際にかかる手間や費用を抑えるためにも、ぜひAzureの導入を検討してみてはいかがでしょうか。

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