নতুন ডেটা স্টোরেজ প্রযুক্তি: আমরা কি 2020 সালে একটি অগ্রগতি দেখতে পাব?

কয়েক দশক ধরে, স্টোরেজ প্রযুক্তিতে অগ্রগতি পরিমাপ করা হয়েছে প্রাথমিকভাবে স্টোরেজ ক্ষমতা এবং ডেটা পড়ার/লিখনের গতির পরিপ্রেক্ষিতে। সময়ের সাথে সাথে, এই মূল্যায়ন পরামিতিগুলি প্রযুক্তি এবং পদ্ধতিগুলির দ্বারা পরিপূরক হয়েছে যা HDD এবং SSD ড্রাইভগুলিকে আরও স্মার্ট, আরও নমনীয় এবং পরিচালনা করা সহজ করে তোলে। প্রতি বছর, ড্রাইভ নির্মাতারা ঐতিহ্যগতভাবে ইঙ্গিত দেয় যে বড় ডেটা বাজার পরিবর্তন হবে এবং 2020 এর ব্যতিক্রম নয়। আইটি নেতারা ক্রমবর্ধমানভাবে প্রচুর পরিমাণে ডেটা সঞ্চয় এবং পরিচালনা করার জন্য দক্ষ উপায় খুঁজছেন, এবং আবারও স্টোরেজ সিস্টেমের গতিপথ পরিবর্তন করার প্রতিশ্রুতি দিচ্ছেন। এই নিবন্ধে, আমরা তথ্য সংরক্ষণের জন্য সবচেয়ে উন্নত প্রযুক্তি সংগ্রহ করেছি, এবং ভবিষ্যতের স্টোরেজ ডিভাইসগুলির ধারণাগুলি সম্পর্কেও কথা বলব যেগুলি এখনও তাদের বাস্তব বাস্তবায়ন খুঁজে পায়নি।

সফ্টওয়্যার সংজ্ঞায়িত স্টোরেজ নেটওয়ার্ক

যখন স্বয়ংক্রিয়তা, নমনীয়তা এবং বর্ধিত কর্মীদের দক্ষতার সাথে বর্ধিত স্টোরেজ ক্ষমতার কথা আসে, তখন আরও বেশি সংখ্যক উদ্যোগ তথাকথিত সফ্টওয়্যার-সংজ্ঞায়িত স্টোরেজ নেটওয়ার্ক বা SDS (সফ্টওয়্যার-সংজ্ঞায়িত স্টোরেজ) এ স্যুইচ করার কথা বিবেচনা করছে।

এসডিএস প্রযুক্তির মূল বৈশিষ্ট্য হ'ল সফ্টওয়্যার থেকে হার্ডওয়্যার পৃথক করা: অর্থাৎ, এর অর্থ স্টোরেজ ফাংশন ভার্চুয়ালাইজেশন. অতিরিক্তভাবে, প্রচলিত নেটওয়ার্ক-সংযুক্ত স্টোরেজ (NAS) বা স্টোরেজ এরিয়া নেটওয়ার্ক (SAN) সিস্টেমের বিপরীতে, SDS যে কোনো স্ট্যান্ডার্ড x86 সিস্টেমে চালানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। প্রায়শই, একটি SDS মোতায়েন করার লক্ষ্য হল অপারেটিং খরচ (OpEx) উন্নত করা যখন কম প্রশাসনিক প্রচেষ্টার প্রয়োজন হয়।

HDD ড্রাইভের ক্ষমতা 32 TB-তে বৃদ্ধি পাবে

ঐতিহ্যগত চৌম্বকীয় স্টোরেজ ডিভাইসগুলি মোটেই মৃত নয়, তবে কেবলমাত্র একটি প্রযুক্তিগত পুনর্জাগরণ অনুভব করছে। আধুনিক HDDs ইতিমধ্যে ব্যবহারকারীদের 16 TB পর্যন্ত ডেটা স্টোরেজ অফার করতে পারে। আগামী পাঁচ বছরে এই সক্ষমতা দ্বিগুণ হবে। একই সময়ে, হার্ড ডিস্ক ড্রাইভগুলি সবচেয়ে সাশ্রয়ী মূল্যের র্যান্ডম অ্যাক্সেস স্টোরেজ হিসাবে অবিরত থাকবে এবং আগামী বহু বছর ধরে প্রতি গিগাবাইট ডিস্কের মূল্যে তাদের প্রাধান্য বজায় রাখবে।

ক্ষমতা বৃদ্ধি ইতিমধ্যে পরিচিত প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে করা হবে:

• হিলিয়াম ড্রাইভ (হিলিয়াম অ্যারোডাইনামিক ড্র্যাগ এবং টার্বুলেন্স কমায়, ড্রাইভে আরও চৌম্বকীয় প্লেট ইনস্টল করার অনুমতি দেয়; তাপ উত্পাদন এবং বিদ্যুৎ খরচ বৃদ্ধি পায় না);
• থার্মোম্যাগনেটিক ড্রাইভ (বা HAMR HDD, যার উপস্থিতি 2021 সালে প্রত্যাশিত এবং মাইক্রোওয়েভ ডেটা রেকর্ডিংয়ের নীতিতে নির্মিত, যখন ডিস্কের একটি অংশ লেজার দ্বারা উত্তপ্ত হয় এবং পুনরায় চৌম্বক করা হয়);
• টাইল্ড রেকর্ডিং এর উপর ভিত্তি করে HDD (বা SMR ড্রাইভ, যেখানে ডেটা ট্র্যাক একে অপরের উপরে, একটি টাইল্ড বিন্যাসে রাখা হয়; এটি তথ্য রেকর্ডিংয়ের উচ্চ ঘনত্ব নিশ্চিত করে)।

হিলিয়াম ড্রাইভগুলি বিশেষ করে ক্লাউড ডেটা সেন্টারগুলিতে চাহিদা রয়েছে এবং SMR HDDগুলি বৃহৎ আর্কাইভ এবং ডেটা লাইব্রেরিগুলি সংরক্ষণ করার জন্য, ডেটা অ্যাক্সেস এবং আপডেট করার জন্য সর্বোত্তম যা প্রায়শই প্রয়োজন হয় না। তারা ব্যাকআপ তৈরি করার জন্যও আদর্শ।

NVMe ড্রাইভগুলি আরও দ্রুত হয়ে উঠবে

প্রথম SSD ড্রাইভগুলি SATA বা SAS ইন্টারফেসের মাধ্যমে মাদারবোর্ডের সাথে সংযুক্ত ছিল, কিন্তু এই ইন্টারফেসগুলি 10 বছরেরও বেশি আগে চৌম্বকীয় HDD ড্রাইভের জন্য তৈরি করা হয়েছিল। আধুনিক NVMe প্রোটোকল হল অনেক বেশি শক্তিশালী যোগাযোগ প্রোটোকল যা এমন সিস্টেমের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যা উচ্চ ডেটা প্রসেসিং গতি প্রদান করে। ফলস্বরূপ, 2019-2020-এর মোড়কে আমরা NVMe SSD-এর দামে গুরুতর হ্রাস দেখতে পাচ্ছি, যেগুলি যে কোনও শ্রেণীর ব্যবহারকারীদের জন্য উপলব্ধ হয়ে উঠছে। কর্পোরেট সেগমেন্টে, NVMe সমাধানগুলি বিশেষভাবে সেই উদ্যোগগুলির দ্বারা মূল্যবান হয় যাদের রিয়েল টাইমে বড় ডেটা বিশ্লেষণ করতে হবে।

কিংস্টন এবং স্যামসাং-এর মতো কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই দেখিয়েছে যে এন্টারপ্রাইজ ব্যবহারকারীরা 2020 সালে কী আশা করতে পারে: আমরা সবাই ডেটা সেন্টারে আরও বেশি ডেটা প্রসেসিং গতি যোগ করার জন্য PCIe 4.0-সক্ষম NVMe SSD-এর জন্য অপেক্ষা করছি। নতুন পণ্যের ঘোষিত কর্মক্ষমতা 4,8 GB/s, এবং এটি সীমা থেকে অনেক দূরে। পরবর্তী প্রজন্ম কিংস্টন NVMe SSD PCIe gen 4.0 7 GB/s একটি থ্রুপুট প্রদান করতে সক্ষম হবে।

NVMe-oF (বা NVMe over Fabrics) স্পেসিফিকেশনের সাথে, সংস্থাগুলি ন্যূনতম লেটেন্সি সহ উচ্চ-পারফরম্যান্স স্টোরেজ নেটওয়ার্ক তৈরি করতে সক্ষম হবে যা DAS (বা ডাইরেক্ট-অ্যাটাচড স্টোরেজ) ডেটা সেন্টারের সাথে দৃঢ়ভাবে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করবে। একই সময়ে, NVMe-oF ব্যবহার করে, I/O অপারেশনগুলি আরও দক্ষতার সাথে প্রক্রিয়া করা হয়, যখন লেটেন্সি DAS সিস্টেমের সাথে তুলনীয়। বিশ্লেষকরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছেন যে NVMe-oF প্রোটোকলে চলমান সিস্টেমগুলির স্থাপনা দ্রুত 2020 সালে ত্বরান্বিত হবে।

QLC মেমরি শেষ পর্যন্ত কাজ করবে?

Quad Level Cell (QLC) NAND ফ্ল্যাশ মেমরিও বাজারে ক্রমবর্ধমান জনপ্রিয়তা দেখতে পাবে। QLC 2019 সালে চালু করা হয়েছিল এবং তাই বাজারে ন্যূনতম গ্রহণ করা হয়েছে। এটি 2020 সালে পরিবর্তিত হবে, বিশেষ করে যেসব কোম্পানি QLC-এর অন্তর্নিহিত চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) প্রযুক্তি গ্রহণ করেছে তাদের মধ্যে।

বিশ্লেষকদের পূর্বাভাস অনুসারে, QLC কোষের উপর ভিত্তি করে SSD ড্রাইভের বিক্রয় বৃদ্ধি 10% বৃদ্ধি পাবে, যখন TLC সমাধানগুলি বাজারের 85% "ক্যাপচার" করবে৷ যে যাই বলুক না কেন, QLC SSD এখনও TLC SSD এর তুলনায় কর্মক্ষমতার দিক থেকে অনেক পিছিয়ে আছে এবং আগামী পাঁচ বছরে ডেটা সেন্টারের ভিত্তি হয়ে উঠবে না।

একই সময়ে, 2020 সালে NAND ফ্ল্যাশ মেমরির খরচ বাড়বে বলে আশা করা হচ্ছে, তাই এসএসডি কন্ট্রোলার বিক্রেতা ফিসন, উদাহরণস্বরূপ, বাজি ধরছেন যে ক্রমবর্ধমান দাম অবশেষে ভোক্তা SSD বাজারকে 4-বিট ফ্ল্যাশ -QLC NAND মেমরির দিকে ঠেলে দেবে। যাইহোক, ইন্টেল 144-স্তর QLC সমাধান (96-স্তরের পণ্যগুলির পরিবর্তে) চালু করার পরিকল্পনা করেছে। ভাল... মনে হচ্ছে আমরা HDD-এর আরও প্রান্তিককরণের দিকে যাচ্ছি।

SCM মেমরি: DRAM এর কাছাকাছি গতি

SCM (স্টোরেজ ক্লাস মেমরি) মেমরির ব্যাপক গ্রহণের জন্য বেশ কয়েক বছর ধরে ভবিষ্যদ্বাণী করা হয়েছে, এবং 2020 এই ভবিষ্যদ্বাণীগুলি শেষ পর্যন্ত সত্য হওয়ার জন্য সূচনা বিন্দু হতে পারে। যদিও ইন্টেল অপ্টেন, তোশিবা এক্সএল-ফ্ল্যাশ এবং স্যামসাং জেড-এসএসডি মেমরি মডিউলগুলি ইতিমধ্যে এন্টারপ্রাইজ বাজারে প্রবেশ করেছে, তাদের উপস্থিতি একটি অপ্রতিরোধ্য প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করেনি।

ইন্টেলের ডিভাইসটি ধীর কিন্তু অবিরাম NAND স্টোরেজের সাথে দ্রুত কিন্তু অস্থির DRAM এর বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে। এই সংমিশ্রণের লক্ষ্য ব্যবহারকারীদের বড় ডেটা সেটের সাথে কাজ করার ক্ষমতা উন্নত করা, DRAM গতি এবং NAND উভয় ক্ষমতা প্রদান করে। এসসিএম মেমরি কেবল NAND-ভিত্তিক বিকল্পগুলির চেয়ে দ্রুত নয়: এটি দশগুণ দ্রুত। লেটেন্সি মাইক্রোসেকেন্ড, মিলিসেকেন্ড নয়।

বাজার বিশেষজ্ঞরা নোট করেছেন যে SCM ব্যবহার করার পরিকল্পনা করা ডেটা সেন্টারগুলি এই সত্যের দ্বারা সীমাবদ্ধ হবে যে এই প্রযুক্তিটি শুধুমাত্র ইন্টেল ক্যাসকেড লেক প্রসেসর ব্যবহার করে সার্ভারগুলিতে কাজ করবে। যাইহোক, তাদের মতে, উচ্চ প্রক্রিয়াকরণের গতি প্রদানের জন্য বিদ্যমান ডেটা সেন্টারগুলিতে আপগ্রেডের তরঙ্গ থামাতে এটি একটি হোঁচট খাবে না।

অদূর ভবিষ্যতের বাস্তবতা থেকে সুদূর ভবিষ্যতে

বেশিরভাগ ব্যবহারকারীর জন্য, ডেটা স্টোরেজ "ক্যাপাসিটিভ আর্মাগেডন" এর অনুভূতি জড়িত নয়। কিন্তু এটি সম্পর্কে চিন্তা করুন: 3,7 বিলিয়ন মানুষ যারা বর্তমানে ইন্টারনেট ব্যবহার করে তারা প্রতিদিন প্রায় 2,5 কুইন্টিলিয়ন বাইট ডেটা তৈরি করে। এই প্রয়োজন মেটাতে আরও বেশি বেশি ডেটা সেন্টার দরকার।

পরিসংখ্যান অনুসারে, 2025 সালের মধ্যে বিশ্ব প্রতি বছর 160 জেটাবাইট ডেটা প্রক্রিয়া করার জন্য প্রস্তুত (যা পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের তারার চেয়ে বেশি বাইট)। এটা সম্ভবত যে ভবিষ্যতে আমাদের গ্রহ পৃথিবীর প্রতিটি বর্গ মিটারকে ডেটা সেন্টার দিয়ে কভার করতে হবে, অন্যথায় কর্পোরেশনগুলি কেবল তথ্যের এত উচ্চ বৃদ্ধির সাথে খাপ খাইয়ে নিতে সক্ষম হবে না। অথবা... আপনাকে কিছু ডেটা ছেড়ে দিতে হবে। যাইহোক, বেশ কিছু সম্ভাব্য আকর্ষণীয় প্রযুক্তি রয়েছে যা তথ্য ওভারলোডের ক্রমবর্ধমান সমস্যা সমাধান করতে পারে।

ভবিষ্যত ডেটা স্টোরেজের ভিত্তি হিসাবে ডিএনএ গঠন

তথ্য সঞ্চয় এবং প্রক্রিয়া করার জন্য শুধুমাত্র আইটি কর্পোরেশনই নয়, অনেক বিজ্ঞানীও নতুন উপায় খুঁজছেন। বিশ্বব্যাপী কাজটি হাজার হাজার বছর ধরে তথ্য সংরক্ষণ নিশ্চিত করা। ETH জুরিখ, সুইজারল্যান্ডের গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে সমাধানটি অবশ্যই একটি জৈব ডেটা স্টোরেজ সিস্টেমে পাওয়া উচিত যা প্রতিটি জীবন্ত কোষে বিদ্যমান: ডিএনএ। এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, এই সিস্টেমটি কম্পিউটারের আবির্ভাবের অনেক আগে "উদ্ভাবিত" হয়েছিল।

তথ্য বাহক হিসাবে ডিএনএ স্ট্র্যান্ডগুলি খুব জটিল, কম্প্যাক্ট এবং অবিশ্বাস্যভাবে ঘন: বিজ্ঞানীদের মতে, এক গ্রাম ডিএনএ-তে 455 এক্সাবাইট ডেটা রেকর্ড করা যেতে পারে, যেখানে 1 ইবাইট এক বিলিয়ন গিগাবাইটের সমতুল্য। প্রথম পরীক্ষাগুলি ইতিমধ্যেই ডিএনএ-তে 83 KB তথ্য রেকর্ড করা সম্ভব করেছে, তারপরে রসায়ন ও জীববিজ্ঞান বিভাগের একজন শিক্ষক, রবার্ট গ্রাস এই ধারণা প্রকাশ করেছেন যে নতুন দশকে চিকিৎসা ক্ষেত্রকে আরও ঘনিষ্ঠভাবে একত্রিত করতে হবে। রেকর্ডিং প্রযুক্তি এবং ডেটা স্টোরেজ ক্ষেত্রে যৌথ উন্নয়নের জন্য আইটি কাঠামো।

বিজ্ঞানীদের মতে, ডিএনএ চেইনের উপর ভিত্তি করে জৈব ডেটা স্টোরেজ ডিভাইসগুলি এক মিলিয়ন বছর পর্যন্ত তথ্য সঞ্চয় করতে পারে এবং প্রথম অনুরোধে এটি সঠিকভাবে সরবরাহ করতে পারে। এটা সম্ভব যে কয়েক দশকের মধ্যে, বেশিরভাগ ড্রাইভগুলি সঠিকভাবে এই সুযোগের জন্য লড়াই করবে: দীর্ঘ সময়ের জন্য নির্ভরযোগ্য এবং সক্ষমতার সাথে ডেটা সঞ্চয় করার ক্ষমতা।

সুইসরা শুধুমাত্র ডিএনএ-ভিত্তিক স্টোরেজ সিস্টেমে কাজ করে না। এই প্রশ্নটি 1953 সাল থেকে উত্থাপিত হয়েছে, যখন ফ্রান্সিস ক্রিক ডিএনএর ডাবল হেলিক্স আবিষ্কার করেছিলেন। কিন্তু সেই মুহুর্তে, মানবতার কাছে এই ধরনের পরীক্ষার জন্য পর্যাপ্ত জ্ঞান ছিল না। ডিএনএ স্টোরেজের ঐতিহ্যগত চিন্তাধারা নতুন ডিএনএ অণুর সংশ্লেষণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে; চারটি ডিএনএ বেস জোড়ার অনুক্রমের সাথে বিটের একটি ক্রম মেলানো এবং সংরক্ষণ করা প্রয়োজন এমন সমস্ত সংখ্যার প্রতিনিধিত্ব করার জন্য পর্যাপ্ত অণু তৈরি করা। এইভাবে, 2019 সালের গ্রীষ্মে, ক্যাটালগ কোম্পানির প্রকৌশলীরা সিন্থেটিক পলিমার থেকে তৈরি ডিএনএ-তে 16 জিবি ইংরেজি-ভাষা উইকিপিডিয়া রেকর্ড করতে সক্ষম হন। সমস্যাটি হল এই প্রক্রিয়াটি ধীর এবং ব্যয়বহুল, যা ডেটা স্টোরেজের ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য বাধা।

একা ডিএনএ নয়...: আণবিক স্টোরেজ ডিভাইস

ব্রাউন ইউনিভার্সিটির (ইউএসএ) গবেষকরা বলছেন যে ডিএনএ অণু এক মিলিয়ন বছর পর্যন্ত ডেটার আণবিক স্টোরেজের একমাত্র বিকল্প নয়। কম আণবিক ওজনের বিপাকগুলি জৈব স্টোরেজ হিসাবেও কাজ করতে পারে। যখন তথ্য বিপাকের একটি সেটে লেখা হয়, তখন অণুগুলি একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে শুরু করে এবং নতুন বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ কণা তৈরি করে যা তাদের মধ্যে রেকর্ড করা ডেটা ধারণ করে।

যাইহোক, গবেষকরা সেখানে থামেননি এবং জৈব অণুর সেটটি প্রসারিত করেছেন, যা রেকর্ড করা ডেটার ঘনত্ব বাড়ানো সম্ভব করেছে। রাসায়নিক বিশ্লেষণের মাধ্যমে এই ধরনের তথ্য পড়া সম্ভব। একমাত্র নেতিবাচক হল যে এই ধরনের একটি জৈব স্টোরেজ ডিভাইসের বাস্তবায়ন এখনও পরীক্ষাগারের অবস্থার বাইরে অনুশীলনে সম্ভব নয়। এটি ভবিষ্যতের জন্য উন্নয়ন মাত্র।

5D অপটিক্যাল মেমরি: ডেটা স্টোরেজের একটি বিপ্লব

আরেকটি পরীক্ষামূলক ভান্ডার ইংল্যান্ডের সাউদাম্পটন বিশ্ববিদ্যালয়ের ডেভেলপারদের। একটি উদ্ভাবনী ডিজিটাল স্টোরেজ সিস্টেম তৈরি করার প্রয়াসে যা লক্ষ লক্ষ বছর ধরে চলতে পারে, বিজ্ঞানীরা একটি ছোট কোয়ার্টজ ডিস্কে ডেটা রেকর্ড করার জন্য একটি প্রক্রিয়া তৈরি করেছেন যা ফেমটোসেকেন্ড পালস রেকর্ডিংয়ের উপর ভিত্তি করে। স্টোরেজ সিস্টেমটি প্রচুর পরিমাণে ডেটা সংরক্ষণাগার এবং কোল্ড স্টোরেজের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে এবং এটি পাঁচ-মাত্রিক স্টোরেজ হিসাবে বর্ণনা করা হয়েছে।

কেন পঞ্চমাত্রিক? আসল বিষয়টি হ'ল তথ্যগুলি সাধারণ তিনটি মাত্রা সহ বিভিন্ন স্তরে এনকোড করা হয়েছে। এই মাত্রাগুলিতে আরও দুটি যোগ করা হয়েছে - আকার এবং ন্যানোডট অভিযোজন। এই ধরনের একটি মিনি-ড্রাইভে রেকর্ড করা যায় এমন ডেটা ধারণক্ষমতা 100 পেটাবাইট পর্যন্ত এবং স্টোরেজ লাইফ 13,8 বিলিয়ন বছর 190 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপমাত্রায়। ডিস্কটি সহ্য করতে পারে এমন সর্বাধিক উত্তাপের তাপমাত্রা হল 982 °C। সংক্ষেপে... এটা কার্যত চিরন্তন!

সাউদাম্পটন বিশ্ববিদ্যালয়ের কাজ সম্প্রতি মাইক্রোসফটের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে, যার ক্লাউড স্টোরেজ প্রোগ্রাম, প্রজেক্ট সিলিকা, বর্তমান স্টোরেজ প্রযুক্তির পুনর্বিবেচনা করার লক্ষ্য রাখে। "ছোট-নরম" পূর্বাভাস অনুসারে, 2023 সালের মধ্যে 100 জিটাবাইটের বেশি তথ্য মেঘে সংরক্ষণ করা হবে, তাই এমনকি বড় আকারের স্টোরেজ সিস্টেমগুলিও অসুবিধার সম্মুখীন হবে।

কিংস্টন প্রযুক্তি পণ্য সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, অনুগ্রহ করে কোম্পানির অফিসিয়াল ওয়েবসাইট দেখুন।

উত্স: www.habr.com