Hainbat hamarkadatan, biltegiratze-teknologiaren aurrerapena biltegiratze-ahalmenari eta datuak irakurtzeko/idazteko abiadurari dagokionez neurtu izan da batez ere. Denborarekin, ebaluazio-parametro hauek HDD eta SSD unitateak adimentsuagoak, malguagoak eta kudeatzeko errazagoak bihurtzen dituzten teknologia eta metodologiekin osatu dira. Urtero, disko fabrikatzaileek datu handien merkatua aldatu egingo dela iradokitzen dute, eta 2020a ez da salbuespena. Informatikako liderrak gero eta modu eraginkorragoak bilatzen ari dira datu kopuru handiak gordetzeko eta kudeatzeko, eta biltegiratze sistemen bidea aldatzeko konpromisoa hartzen dute berriro ere. Artikulu honetan, informazioa gordetzeko teknologiarik aurreratuenak bildu ditugu, eta oraindik ezartze fisikoa aurkitu ez duten biltegiratze-gailu futuristen kontzeptuei buruz ere hitz egingo dugu.
Software Definitutako Biltegiratze Sareak
Automatizazioari, malgutasunari eta biltegiratze-ahalmena handitzeari eta langileen eraginkortasuna areagotzeari dagokionez, gero eta enpresa gehiagok aztertzen ari dira software-defined storage-sare edo SDS (Software-Defined Storage) deritzonetara aldatzea.
SDS teknologiaren funtsezko ezaugarria hardwarea eta softwarea bereiztea da: hau da, esan nahi du . Gainera, sarean erantsitako biltegiratze (NAS) edo biltegiratze-sareko (SAN) sistemetan ez bezala, SDS edozein x86 sistema estandarretan exekutatzeko diseinatuta dago. Askotan, SDS bat zabaltzearen helburua funtzionamendu-gastuak (OpEx) hobetzea da, esfortzu administratibo txikiagoa eskatzen duen bitartean.
HDD unitateen edukiera 32 TBra igoko da
Biltegiratze magnetikoko gailu tradizionalak ez daude batere hilda, baina berpizkunde teknologiko bat bizi dute. HDD modernoek dagoeneko 16 TB-ko datu biltegiratze eskain ditzakete erabiltzaileei. Datozen bost urteetan, ahalmen hori bikoiztu egingo da. Aldi berean, disko gogorreko unitateek ausazko sarbideko biltegiratze merkeena izaten jarraituko dute eta datozen urte askotan diskoko espazioko gigabyte bakoitzeko prezioan nagusitasuna mantenduko dute.
Ahalmenaren gehikuntza dagoeneko ezagutzen diren teknologietan oinarrituko da:
- Heliozko unitateak (helioak arrastatze aerodinamikoa eta turbulentzia murrizten ditu, unitatean plaka magnetiko gehiago instalatzea ahalbidetuz; bero-sorkuntza eta energia-kontsumoa ez dira handitzen);
- Unitate termomagnetikoak (edo HAMR HDD, zeinaren itxura 2021ean espero da eta mikrouhinen datuen grabazioaren printzipioan eraikita dago, diskoaren atal bat laser bidez berotzen denean eta berriro magnetizatuta);
- Lauzako grabazioan oinarritutako HDD (edo SMR unitateak, non datu-pistak bata bestearen gainean jartzen diren, lauza formatuan; horrek informazio-grabaketa dentsitate handia bermatzen du).
Helio unitateak bereziki eskatzen dira hodeiko datu-zentroetan, eta SMR HDDak ezin hobeak dira artxibo eta datu-liburutegi handiak gordetzeko, askotan beharrezkoak ez diren datuak atzitzeko eta eguneratzeko. Babeskopia sortzeko ere aproposak dira.
NVMe unitateak are azkarragoak izango dira
Lehenengo SSD unitateak plaka nagusietara konektatu ziren SATA edo SAS interfazearen bidez, baina interfaze hauek duela 10 urte baino gehiago garatu ziren HDD unitate magnetikoetarako. NVMe protokolo modernoa datuak prozesatzeko abiadura handia ematen duten sistemetarako diseinatutako komunikazio protokolo askoz indartsuagoa da. Ondorioz, 2019-2020 urteen amaieran NVMe SSDen prezioen jaitsiera larria ikusten dugu, edozein erabiltzailerentzat eskuragarri jartzen ari direnak. Segmentu korporatiboan, NVMe irtenbideak bereziki baloratzen dituzte datu handiak denbora errealean aztertu behar dituzten enpresek.
Kingston eta Samsung bezalako enpresek dagoeneko erakutsi dute zer espero dezaketen enpresa erabiltzaileek 2020an: PCIe 4.0 gaitutako NVMe SSDen zain gaude datu-zentroan datuak prozesatzeko abiadura are gehiago gehitzeko. Produktu berrien errendimendu deklaratua 4,8 GB/s-koa da, eta hori mugatik urrun dago. Hurrengo belaunaldiak 7 GB/s-ko abiadura emateko gai izango da.
NVMe-oF (edo NVMe over Fabrics) zehaztapenarekin batera, erakundeek errendimendu handiko biltegiratze-sareak sortu ahal izango dituzte latentzia minimoarekin, DAS (edo Zuzeneko erantsitako biltegiratze) datu-zentroekin gogor lehiatuko direnak. Aldi berean, NVMe-oF erabiliz, I/O eragiketak modu eraginkorragoan prozesatzen dira, latentzia DAS sistemen parekoa den bitartean. Analistek aurreikusten dute NVMe-oF protokoloan exekutatzen diren sistemen hedapena azkar azkartuko dela 2020an.
QLC memoriak funtzionatuko al du azkenean?
Quad Level Cell (QLC) NAND flash memoriak ere gero eta ospe handiagoa izango du merkatuan. QLC 2019an aurkeztu zen eta, beraz, gutxieneko harrera izan du merkatuan. Hau aldatuko da 2020an, batez ere QLCren berezko erronkak gainditzeko LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) teknologia hartu duten enpresen artean.
Analisten aurreikuspenen arabera, QLC zeluletan oinarritutako SSD unitateen salmentak %10 handituko dira, eta TLC soluzioek merkatuaren %85 "harrapatuko" duten bitartean. Zer esanik ez, QLC SSD oraindik oso atzeratuta dago TLC SSDarekin alderatuta eta ez da datu-zentroen oinarri bihurtuko datozen bost urteetan.
Aldi berean, NAND flash memoriaren kostua 2020an igoko dela espero da, beraz, Phison SSD kontrolagailu saltzaileak, adibidez, prezioen igoerak 4 biteko flash -QLC NAND memoriara bultzatuko duela uste du prezioen igoerak. Bide batez, Intelek 144 geruzako QLC irtenbideak abiarazteko asmoa du (96 geruzako produktuen ordez). Tira... badirudi HDDak gehiago baztertzera goazela.
SCM memoria: DRAMetik hurbil dagoen abiadura
Hainbat urtez aurreikusten da SCM (Storage Class Memory) memoriaren oso hedatua hartzea, eta 2020a izan liteke iragarpen hauek behin betiko egia bihurtzeko abiapuntua. Intel Optane, Toshiba XL-Flash eta Samsung Z-SSD memoria-moduluak dagoeneko enpresa-merkatuan sartu diren arren, haien itxurak ez du erabateko erreakziorik eragin.
Intel-en gailuak DRAM azkar baina ezegonkorren ezaugarriak konbinatzen ditu NAND biltegiratze motelagoa baina iraunkorra. Konbinazio honek erabiltzaileen datu multzo handiekin lan egiteko gaitasuna hobetzea du helburu, DRAM abiadura eta NAND ahalmena eskainiz. SCM memoria ez da NAND oinarritutako alternatibak baino azkarragoa: hamar aldiz azkarragoa da. Latentzia mikrosegundokoa da, ez milisegundokoa.
Merkatuko adituek diote SCM erabiltzeko asmoa duten datu-zentroak mugatuta egongo direla teknologia honek Intel Cascade Lake prozesadoreak erabiltzen dituzten zerbitzarietan soilik funtzionatuko duelako. Hala ere, haien ustez, hau ez da oztopoa izango lehendik dauden datu-zentroen berritze-olatua geldiarazteko, prozesatzeko abiadura handiak eskaintzeko.
Aurreikus daitekeen errealitatetik etorkizun urrunera
Erabiltzaile gehienentzat, datuak biltegiratzeak ez du "Armagedon kapazitatezko" zentzurik inplikatzen. Baina pentsa: gaur egun Internet erabiltzen duten 3,7 milioi pertsonek 2,5 bilioi byte inguru sortzen dituzte egunero. Behar hori asetzeko, gero eta datu-zentro gehiago behar dira.
Estatistiken arabera, 2025erako mundua prest dago urtean 160 zetabyte datu prozesatzeko (hori da unibertso behagarriko izarrak baino byte gehiago). Litekeena da etorkizunean Lurra planetako metro koadro bakoitza datu-zentroekin estali beharko dugula, bestela korporazioek ezin izango dute informazio-hazkunde handira egokitu. Edo... datu batzuk utzi beharko dituzu. Hala ere, informazio-gainkargaren arazo gero eta handiagoa ebatzi dezaketen hainbat teknologia interesgarriak daude.
DNAren egitura etorkizuneko datuak biltegiratzeko oinarri gisa
IT korporazioek ez dute informazioa gordetzeko eta prozesatzeko modu berriak bilatzen, baita zientzialari asko ere. Zeregin globala informazioa milaka urtez gordetzea da. Suitzako ETH Zurich-eko ikertzaileek uste dute irtenbidea zelula bizi guztietan dagoen datu-biltegiratze sistema organiko batean aurkitu behar dela: DNA. Eta garrantzitsuena, sistema hau ordenagailua iritsi baino askoz lehenago "asmatu" zen.
DNA kateak oso konplexuak, trinkoak eta izugarri trinkoak dira informazio-eramaile gisa: zientzialarien arabera, 455 Exabyte datu graba daitezke DNA gramo batean, non Ebyte 1 milioi gigabyteren baliokidea den. Lehen esperimentuek DNAn 83 KB-ko informazioa grabatzea ahalbidetu dute dagoeneko, eta, ondoren, Kimika eta Biologia Zientzien Saileko irakasle batek, Robert Grass-ek, hamarkada berrian medikuntza arloak estuago bat egin behar duela adierazi zuen. grabazio-teknologien eta datuen biltegiratze-arloan garapen bateratuetarako informatika-egitura.
Zientzialarien arabera, DNA kateetan oinarritutako datu organikoak biltegiratzeko gailuek milioi bat urtera arte gorde dezakete informazioa eta lehen eskaeran zehaztasunez eman dezakete. Baliteke hamarkada gutxiren buruan disko gehienek aukera hori lortzeko borrokan egotea: datuak denbora luzez fidagarri eta ahalmenean gordetzeko gaitasuna.
Suitzarrak ez dira DNAn oinarritutako biltegiratze sistemetan lan egiten duten bakarrak. Galdera hau 1953tik sortu da, Francis Crick-ek DNAren helize bikoitza aurkitu zuenetik. Baina une horretan, gizateriak ez zuen nahikoa ezagutza horrelako esperimentuetarako. DNA biltegiratzeko pentsamendu tradizionalak DNA molekula berrien sintesian jarri du arreta; bit-segida bat DNA lau base-pareko sekuentzia batekin lotzea eta gorde behar diren zenbaki guztiak irudikatzeko nahikoa molekula sortzea. Horrela, 2019ko udan, CATALOG konpainiako ingeniariek ingelesezko Wikipediako 16 GB polimero sintetikoetatik sortutako DNAn grabatzea lortu zuten. Arazoa da prozesu hau motela eta garestia dela, hau da, datu biltegiratze garaian botila-lepo garrantzitsua dela.
Ez DNA bakarrik...: biltegiratze molekularreko gailuak
Brown Unibertsitateko (AEB) ikertzaileek diote DNA molekula ez dela datuak milioi bat urtera arte biltegiratzeko aukera bakarra. Pisu molekular baxuko metabolitoek biltegiratze organiko gisa ere jardun dezakete. Metabolito-multzo batean informazioa idazten denean, molekulak elkarren artean elkarreragiten hasten dira eta horietan erregistratutako datuak dituzten partikula elektrikoki neutro berriak sortzen dira.
Bide batez, ikertzaileak ez ziren hor gelditu eta molekula organikoen multzoa zabaldu zuten, eta horri esker grabatutako datuen dentsitatea areagotu egin zen. Horrelako informazioa irakurtzea posible da analisi kimikoaren bidez. Ezezko bakarra da oraindik ez dela posible organiko biltegiratze gailu bat ezartzea praktikan, laborategiko baldintzetatik kanpo. Hau etorkizunerako garapena besterik ez da.
5D memoria optikoa: datuak biltegiratzeko iraultza
Beste biltegi esperimental bat Southamptongo Unibertsitateko (Ingalaterra) garatzaileena da. Milioika urte iraun dezakeen biltegiratze sistema digital berritzaile bat sortzeko ahaleginean, zientzialariek kuartzozko disko txiki batean datuak grabatzeko prozesu bat garatu dute, femtosegundoko pultsuen grabazioan oinarritzen dena. Biltegiratze sistema datu bolumen handiak artxibatzeko eta hotzean biltegiratzeko diseinatuta dago eta bost dimentsioko biltegiratze gisa deskribatzen da.
Zergatik bost dimentsioa? Kontua da informazioa hainbat geruzatan kodetuta dagoela, ohiko hiru dimentsioetan barne. Dimentsio horiei beste bi gehitzen zaizkie: tamaina eta nanopuntu-orientazioa. Mini-unitate batean grabatu daitekeen datu-gaitasuna 100 petabyte artekoa da, eta biltegiratze-bizitza 13,8 milioi urtekoa da 190 Β°C-ko tenperaturan. Diskoak jasan dezakeen berotze tenperatura maximoa 982 Β°C da. Laburbilduz... ia betikoa da!
Southamptongo Unibertsitatearen lanak Microsoft-en arreta bereganatu du berriki, zeinaren hodeian biltegiratzeko programak, Project Silicak, egungo biltegiratze teknologiak birplanteatzea helburu duena. Aurreikuspen "txiki-leunen" arabera, 2023rako 100 Zetabyte baino gehiago informazio gordeko dira hodeietan, beraz, eskala handiko biltegiratze sistemek ere zailtasunak izango dituzte.
Kingston Technology produktuei buruzko informazio gehiago lortzeko, mesedez bisitatu konpainiaren webgune ofiziala.
Iturria: www.habr.com