Dum pluraj jardekoj, progreso en stokadoteknologio estis mezurita ĉefe laŭ stoka kapacito kaj datumoj legi/skriba rapideco. Kun la tempo, ĉi tiuj taksaj parametroj estis kompletigitaj per teknologioj kaj metodaroj, kiuj igas HDD kaj SSD-diskojn pli inteligentaj, pli flekseblaj kaj pli facile administreblaj. Ĉiujare, fabrikantoj de stiradoj tradicie sugestas, ke la merkato de grandaj datumoj ŝanĝiĝos, kaj 2020 ne estas escepto. IT-gvidantoj ĉiam pli serĉas efikajn manierojn stoki kaj administri amasajn kvantojn da datumoj, kaj denove promesas ŝanĝi la kurson de stokadsistemoj. En ĉi tiu artikolo, ni kolektis la plej altnivelajn teknologiojn por stoki informojn, kaj ankaŭ parolos pri la konceptoj de futurismaj stokaj aparatoj, kiuj ankoraŭ ne trovis sian fizikan efektivigon.
Programaro Difinita Stokado Retoj
Kiam temas pri aŭtomatigo, fleksebleco kaj pliigita stokada kapacito kunigita kun pliigita dungita efikeco, pli kaj pli da entreprenoj pripensas ŝanĝi al tiel nomataj programar-difinitaj stokadretoj aŭ SDS (Software-Defined Storage).
La ĉeftrajto de SDS-teknologio estas la apartigo de aparataro de programaro: tio estas, ĝi signifas . Aldone, male al konvenciaj ret-ligitaj stokado (NAS) aŭ stokadreto (SAN) sistemoj, SDS estas dizajnita por funkcii per iu norma x86 sistemo. Tre ofte, la celo de deplojado de SDS estas plibonigi operaciajn elspezojn (OpEx) postulante malpli administran penadon.
La kapablo de HDD-diskoj pliiĝos al 32 TB
Tradiciaj magnetaj stokaj aparatoj tute ne mortis, sed nur spertas teknologian renesancon. Modernaj HDD-oj jam povas oferti al uzantoj ĝis 16 TB da datumstokado. Dum la venontaj kvin jaroj, tiu kapablo duobliĝos. Samtempe, malmolaj diskoj daŭre estos la plej malaltekosta hazarda alira stokado kaj konservos sian superecon en prezo por gigabajto da diskospaco dum multaj jaroj.
La kapacitpliiĝo estos bazita sur jam konataj teknologioj:
- Heliumaj veturadoj (heliumo reduktas aerdinamikan tiriĝon kaj turbulecon, permesante pli da magnetaj platoj esti instalitaj en la veturado; varmogenerado kaj elektrokonsumo ne pliiĝas);
- Termomagnetaj diskoj (aŭ HAMR HDD, kies aspekto estas atendita en 2021 kaj estas konstruita laŭ la principo de mikroonda datuma registrado, kiam sekcio de la disko estas varmigita per lasero kaj remagnetigita);
- HDD bazita sur kahelita registrado (aŭ SMR-diskoj, kie datumspuroj estas metitaj unu sur la alian, en kahelizita formato; tio certigas altan densecon de informregistrado).
Heliumaj diskoj estas precipe postulataj en nubaj datumcentroj, kaj SMR-HDD-oj estas optimumaj por stoki grandajn arkivojn kaj datumbibliotekojn, aliri kaj ĝisdatigi datumojn, kiuj ne estas bezonataj tre ofte. Ili ankaŭ estas idealaj por krei sekurkopiojn.
NVMe-diskoj fariĝos eĉ pli rapidaj
La unuaj SSD-diskoj estis konektitaj al bazplatoj per la SATA aŭ SAS-interfaco, sed ĉi tiuj interfacoj estis evoluigitaj antaŭ pli ol 10 jaroj por magnetaj HDD-diskoj. La moderna NVMe-protokolo estas multe pli potenca komunika protokolo desegnita por sistemoj, kiuj provizas altan datumrapidecon. Kiel rezulto, ĉe la turno de 2019-2020 ni vidas gravan falon de prezoj por NVMe SSD-oj, kiuj iĝas disponeblaj por ajna klaso de uzantoj. En la kompania segmento, NVMe-solvoj estas speciale aprezitaj de tiuj entreprenoj, kiuj bezonas analizi grandajn datumojn en reala tempo.
Firmaoj kiel Kingston kaj Samsung jam montris, kion entreprenaj uzantoj povas atendi en 2020: ni ĉiuj atendas, ke PCIe 4.0-ebligitaj NVMe SSD-oj aldonu eĉ pli da datumrapideco al la datumcentro. La deklarita agado de la novaj produktoj estas 4,8 GB/s, kaj ĉi tio estas malproksime de la limo. Venontaj generacioj povos disponigi trafluon de 7 GB/s.
Kune kun la specifo NVMe-oF (aŭ NVMe super Fabrics), organizoj povos krei alt-efikecajn stokadretojn kun minimuma latenco, kiuj forte konkuros kun DAS (aŭ Rekte alfiksita stokado) datumcentroj. Samtempe, uzante NVMe-oF, I/O-operacioj estas prilaboritaj pli efike, dum la latenteco estas komparebla al DAS-sistemoj. Analizistoj antaŭdiras, ke la deplojo de sistemoj funkcianta per la protokolo NVMe-oF rapide akcelos en 2020.
Ĉu QLC-memoro finfine funkcios?
Quad Level Cell (QLC) NAND-memoro ankaŭ vidos kreskantan popularecon en la merkato. QLC estis lanĉita en 2019 kaj tial havis minimuman adopton en la merkato. Ĉi tio ŝanĝiĝos en 2020, precipe inter kompanioj, kiuj adoptis teknologion LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) por venki la proprajn defiojn de QLC.
Laŭ prognozoj de analizistoj, vendokresko de SSD-diskoj bazitaj sur QLC-ĉeloj pliiĝos je 10%, dum TLC-solvoj "kaptos" 85% de la merkato. Kion ajn oni povas diri, QLC SSD estas ankoraŭ malproksime en rendimento kompare kun TLC SSD kaj ne fariĝos la bazo por datumcentroj en la venontaj kvin jaroj.
Samtempe, la kosto de NAND fulmmemoro estas atendita plialtiĝi en 2020, do SSD-regila vendisto Phison, ekzemple, vetas, ke altiĝantaj prezoj eventuale puŝos la konsumantan SSD-merkaton al 4-bita fulm-memoro -QLC NAND. Cetere, Intel planas lanĉi 144-tavolajn QLC-solvojn (anstataŭ 96-tavolajn produktojn). Nu... ŝajnas, ke ni direktiĝas al plia marĝenigo de HDD-oj.
SCM-memoro: rapideco proksima al DRAM
La ĝeneraligita adopto de memoro SCM (Storage Class Memory) estas antaŭvidita dum pluraj jaroj, kaj 2020 povus esti la deirpunkto por ke ĉi tiuj antaŭdiroj finfine realiĝos. Dum Intel Optane, Toshiba XL-Flash kaj Samsung Z-SSD-memormoduloj jam eniris la entreprenan merkaton, ilia aspekto ne kaŭzis superfortan reagon.
La aparato de Intel kombinas la karakterizaĵojn de rapida sed malstabila DRAM kun pli malrapida sed konstanta NAND-stokado. Ĉi tiu kombinaĵo celas plibonigi la kapablon de uzantoj labori kun grandaj datumaj aroj, provizante ambaŭ DRAM-rapidecon kaj NAND-kapaciton. SCM-memoro ne nur estas pli rapida ol NAND-bazitaj alternativoj: ĝi estas dekoble pli rapida. La latencia estas mikrosekundoj, ne milisekundoj.
Merkataj fakuloj rimarkas, ke datumcentroj planantaj uzi SCM estos limigitaj de la fakto, ke ĉi tiu teknologio nur funkcios sur serviloj uzantaj Intel Cascade Lake-procesorojn. Tamen, laŭ ilia opinio, ĉi tio ne estos malhelpo por ĉesigi la ondon de ĝisdatigoj al ekzistantaj datumcentroj por provizi altajn pretigajn rapidojn.
De la antaŭvidebla realo ĝis la malproksima estonteco
Por plej multaj uzantoj, datumstokado ne implicas senton de "kapacita Armagedono". Sed pensu pri tio: la 3,7 miliardoj da homoj, kiuj nuntempe uzas Interreton, generas ĉirkaŭ 2,5 kvinilionojn da bajtoj da datumoj ĉiutage. Por plenumi ĉi tiun bezonon, pli kaj pli da datumcentroj estas bezonataj.
Laŭ statistiko, ĝis 2025 la mondo pretas prilabori 160 Zetabajtojn da datumoj jare (tio estas pli da bajtoj ol steloj en la observebla Universo). Verŝajnas, ke estonte ni devos kovri ĉiun kvadratan metron de la planedo Tero per datumcentroj, alie korporacioj simple ne povos adaptiĝi al tiom alta kresko de informoj. Aŭ... vi devos rezigni kelkajn datumojn. Tamen ekzistas pluraj eble interesaj teknologioj, kiuj povus solvi la kreskantan problemon de informa troŝarĝo.
DNA-strukturo kiel bazo por estonta datumstokado
Ne nur IT-kompanioj serĉas novajn manierojn konservi kaj prilabori informojn, sed ankaŭ multajn sciencistojn. La tutmonda tasko estas certigi la konservadon de informoj dum miloj da jaroj. Esploristoj de ETH Zuriko, Svislando, opinias, ke la solvo devas esti trovita en organika datuma stokado sistemo kiu ekzistas en ĉiu vivanta ĉelo: DNA. Kaj plej grave, ĉi tiu sistemo estis "inventita" longe antaŭ la apero de la komputilo.
DNA-fadenoj estas tre kompleksaj, kompaktaj kaj nekredeble densaj kiel informportiloj: laŭ sciencistoj, 455 Ekzabajtoj da datenoj povas esti registritaj en gramo da DNA, kie 1 Ebajto estas ekvivalenta al miliardo da gigabajtoj. La unuaj eksperimentoj jam ebligis registri 83 KB da informoj en DNA, post kio instruisto de la Fako de Kemio kaj Biologiaj Sciencoj, Robert Grass, esprimis la ideon, ke en la nova jardeko la medicina kampo devas pli proksime kuniĝi kun la IT-strukturo por komunaj evoluoj en la kampo de registradteknologioj kaj datumstokado.
Laŭ sciencistoj, organikaj datumstokaj aparatoj bazitaj sur DNA-ĉenoj povus stoki informojn dum ĝis miliono da jaroj kaj precize provizi ĝin laŭ la unua peto. Eblas, ke post kelkaj jardekoj, la plej multaj diskoj luktos por ĝuste ĉi tiu ŝanco: la kapablo fidinde kaj kapablo konservi datumojn dum longa tempo.
La svisoj ne estas la solaj kiuj laboras pri DNA-bazitaj stoksistemoj. Ĉi tiu demando estas starigita ekde 1953, kiam Francis Crick malkovris la duoblan helicon de DNA. Sed en tiu momento, la homaro simple ne havis sufiĉan scion por tiaj eksperimentoj. Tradicia pensado en DNA-stokado temigis la sintezon de novaj DNA-molekuloj; egalante sekvencon de bitoj al sekvenco de kvar DNA-bazparoj kaj kreante sufiĉe da molekuloj por reprezenti ĉiujn nombrojn kiuj devas esti stokitaj. Tiel, en la somero de 2019, inĝenieroj de la kompanio KATALOGO sukcesis registri 16 GB da anglalingva Vikipedio en DNA kreitan el sintezaj polimeroj. La problemo estas, ke ĉi tiu procezo estas malrapida kaj multekosta, kio estas grava botelo kiam temas pri konservado de datumoj.
Ne sole DNA...: molekulaj stokaj aparatoj
Esploristoj de Brown University (Usono) diras, ke la DNA-molekulo ne estas la sola opcio por molekula konservado de datumoj ĝis miliono da jaroj. Malaltmolekulaj pezaj metabolitoj ankaŭ povas funkcii kiel organika stokado. Kiam informoj estas skribitaj al aro de metabolitoj, la molekuloj komencas interagi unu kun la alia kaj produkti novajn elektre neŭtralajn partiklojn kiuj enhavas la datumojn registritajn en ili.
Cetere, la esploristoj ne haltis tie kaj vastigis la aron de organikaj molekuloj, kio ebligis pliigi la densecon de registritaj datumoj. Legi tiajn informojn eblas per kemia analizo. La sola negativa estas, ke la efektivigo de tia organika konserva aparato ankoraŭ ne eblas en la praktiko, ekster laboratoriaj kondiĉoj. Ĉi tio estas nur evoluo por la estonteco.
5D optika memoro: revolucio en datumstokado
Alia eksperimenta deponejo apartenas al programistoj de la Universitato de Southampton, Anglio. Por krei novigan ciferecan stoksistemon kiu povas daŭri dum milionoj da jaroj, sciencistoj evoluigis procezon por registri datumojn sur eta kvarcdisko kiu estas bazita sur femtosekunda pulsregistrado. La konserva sistemo estas desegnita por arkivado kaj malvarma konservado de grandaj volumoj da datumoj kaj estas priskribita kiel kvindimensia stokado.
Kial kvindimensia? La fakto estas, ke informoj estas koditaj en pluraj tavoloj, inkluzive de la kutimaj tri dimensioj. Al ĉi tiuj dimensioj aldoniĝas du pli - grandeco kaj nanopunkto-orientiĝo. La datumkapacito, kiu povas esti registrita sur tia mini-disko, estas ĝis 100 Petabajtoj, kaj la konservada vivo estas 13,8 miliardoj da jaroj ĉe temperaturoj ĝis 190 °C. La maksimuma varmiga temperaturo, kiun la disko povas elteni, estas 982 °C. Resume... ĝi estas praktike eterna!
La laboro de la Universitato de Southampton lastatempe kaptis la atenton de Mikrosofto, kies programo pri nuba stokado, Project Silica, celas repripensi nunajn stokadteknologiojn. Laŭ "malgrandaj-molaj" prognozoj, ĝis 2023 pli ol 100 Zetabajtoj da informoj estos stokitaj en nuboj, do eĉ grandskalaj stokaj sistemoj alfrontos malfacilaĵojn.
Por pliaj informoj pri Kingston Technology-produktoj, bonvolu viziti la oficialan retejon de la kompanio.
fonto: www.habr.com