Foar ferskate desennia is foarútgong yn opslachtechnology primêr mjitten yn termen fan opslachkapasiteit en gegevenslês / skriuwsnelheid. Yn 'e rin fan' e tiid binne dizze evaluaasjeparameters oanfolle troch technologyen en metodologyen dy't HDD- en SSD-driven slimmer, fleksibeler en makliker meitsje te behearjen. Alle jierren jouwe stasjonsfabrikanten tradisjoneel oan dat de grutte datamerk sil feroarje, en 2020 is gjin útsûndering. IT-lieders sykje hieltyd mear effisjinte manieren om enoarme hoemannichten gegevens op te slaan en te behearjen, en tasizze nochris de kursus fan opslachsystemen te feroarjen. Yn dit artikel hawwe wy de meast avansearre technologyen sammele foar it bewarjen fan ynformaasje, en sille ek prate oer de begripen fan futuristyske opslachapparaten dy't har fysike ymplemintaasje noch moatte fine.
Software Defined Storage Networks
As it giet om automatisearring, fleksibiliteit en ferhege opslachkapasiteit tegearre mei ferhege personielseffisjinsje, beskôgje hieltyd mear bedriuwen oer te skeakeljen nei saneamde software-definieare opslachnetwurken of SDS (Software-Defined Storage).
It wichtichste skaaimerk fan SDS technology is de skieding fan hardware út software: dat is, it betsjut . Dêrneist, yn tsjinstelling ta konvinsjonele netwurk-taheakke opslach (NAS) of opslach gebiet netwurk (SAN) systemen, SDS is ûntwurpen om te rinnen op alle standert x86 systeem. Hiel faak is it doel fan it ynsetten fan in SDS it ferbetterjen fan de eksploitaasjekosten (OpEx) wylst minder bestjoerlike ynspanningen nedich binne.
De kapasiteit fan HDD-skiven sil tanimme nei 32 TB
Tradysjonele magnetyske opslachapparaten binne hielendal net dea, mar belibje gewoan in technologyske renêssânse. Moderne HDD's kinne brûkers al oant 16 TB oan gegevensopslach oanbiede. De kommende fiif jier sil dizze kapasiteit ferdûbelje. Tagelyk sille hurde skiven de meast betelbere opslach foar willekeurige tagong bliuwe en sille har foarrang behâlde yn priis per gigabyte skiifromte foar in protte jierren te kommen.
De kapasiteitsferheging sil basearre wêze op al bekende technologyen:
- Helium driuwfearren (helium ferminderet aerodynamyske slepen en turbulinsje, sadat mear magnetyske platen wurde ynstallearre yn it stasjon; waarmte generaasje en enerzjyferbrûk net tanimme);
- Thermomagnetyske driuwfearren (of HAMR HDD, wêrfan it uterlik wurdt ferwachte yn 2021 en is boud op it prinsipe fan opname fan mikrogolfgegevens, as in diel fan 'e skiif wurdt ferwaarme troch in laser en remagnetisearre);
- HDD basearre op betegele opname (of SMR driuwfearren, dêr't gegevens tracks wurde pleatst boppe op elkoar, yn in betegele opmaak; dit soarget foar hege tichtheid fan ynformaasje opname).
Helium-driven binne benammen yn 'e fraach yn wolkdatasintra, en SMR HDD's binne optimaal foar it bewarjen fan grutte argiven en databiblioteken, tagong ta en aktualisearje gegevens dy't net heul faak nedich binne. Se binne ek ideaal foar it meitsjen fan backups.
NVMe-skiven sille noch rapper wurde
De earste SSD-skiven waarden ferbûn mei moederborden fia de SATA- of SAS-ynterface, mar dizze ynterfaces waarden mear dan 10 jier lyn ûntwikkele foar magnetyske HDD-skiven. It moderne NVMe-protokol is in folle machtiger kommunikaasjeprotokol ûntworpen foar systemen dy't hege gegevensferwurkingssnelheid leverje. As gefolch, oan 'e beurt fan 2019-2020 sjogge wy in serieuze daling yn prizen foar NVMe SSD's, dy't beskikber wurde foar elke klasse fan brûkers. Yn it bedriuwssegment wurde NVMe-oplossingen foaral wurdearre troch dy bedriuwen dy't grutte gegevens yn realtime moatte analysearje.
Bedriuwen lykas Kingston en Samsung hawwe al sjen litten wat bedriuwen brûkers kinne ferwachtsje yn 2020: wy wachtsje allegear op PCIe 4.0-ynskeakele NVMe SSD's om noch mear gegevensferwurkingssnelheid ta te foegjen oan it datasintrum. De ferklearre prestaasjes fan de nije produkten is 4,8 GB / s, en dit is fier fan 'e limyt. Folgjende generaasjes sil by steat wêze om te foarsjen in trochstreaming pa 7 GB / s.
Tegearre mei de NVMe-oF (of NVMe over Fabrics) spesifikaasje, organisaasjes sille by steat wêze om te meitsjen hege-optreden opslach netwurken mei minimale latency dy't sil konkurrearje sterk mei DAS (of Direct-attached opslach) datacenters. Tagelyk, mei NVMe-oF, wurde I / O-operaasjes effisjinter ferwurke, wylst de latency te fergelykjen is mei DAS-systemen. Analysten foarsizze dat de ynset fan systemen dy't rinne op it NVMe-oF-protokol yn 2020 rap sil fersnelle.
Sil QLC ûnthâld einlings wurkje?
Quad Level Cell (QLC) NAND flash-ûnthâld sil ek tanimmende populariteit sjen op 'e merke. QLC waard yntrodusearre yn 2019 en hat dêrom minimale oanname op 'e merke hân. Dit sil feroarje yn 2020, foaral ûnder bedriuwen dy't LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) technology hawwe oannommen om de ynherinte útdagings fan QLC te oerwinnen.
Neffens prognosen fan analysten sil ferkeapgroei fan SSD-skiven basearre op QLC-sellen tanimme mei 10%, wylst TLC-oplossingen 85% fan 'e merk sille "fange". Wat men ek kin sizze, QLC SSD is noch fier efter yn prestaasjes yn ferliking mei TLC SSD en sil net de basis wurde foar datasintra yn 'e kommende fiif jier.
Tagelyk wurdt ferwachte dat de kosten fan NAND-flash-ûnthâld sille tanimme yn 2020, dus SSD-controller-ferkeaper Phison, bygelyks, weddet dat tanimmende prizen úteinlik de konsumint-SSD-merk sille triuwe nei 4-bit flash -QLC NAND-ûnthâld. Trouwens, Intel is fan plan om 144-laach QLC-oplossingen te lansearjen (ynstee fan 96-laach produkten). No ... it liket derop dat wy nei fierdere marginalisaasje fan HDD's binne.
SCM ûnthâld: snelheid tichtby DRAM
De wiidferspraat oannimmen fan SCM (Storage Class Memory) ûnthâld is foar ferskate jierren foarsein, en 2020 kin it útgongspunt wêze foar dizze foarsizzings om einlings út te kommen. Wylst Intel Optane, Toshiba XL-Flash en Samsung Z-SSD ûnthâld modules binne al ynfierd de ûndernimming merk, harren uterlik hat net feroarsake in oerweldigjende reaksje.
Intel's apparaat kombineart de skaaimerken fan rappe, mar ynstabyl DRAM mei stadiger, mar oanhâldende NAND-opslach. Dizze kombinaasje hat as doel om it fermogen fan brûkers te ferbetterjen om te wurkjen mei grutte datasets, en leveret sawol DRAM-snelheid as NAND-kapasiteit. SCM-ûnthâld is net allinich rapper dan NAND-basearre alternativen: it is tsien kear rapper. De latency is mikrosekonden, net millisekonden.
Merkeksperts merken op dat datasintra dy't plannen om SCM te brûken wurde beheind troch it feit dat dizze technology allinich sil wurkje op servers dy't Intel Cascade Lake-processors brûke. Yn har miening sil dit lykwols gjin stroffelblok wêze om de welle fan upgrades nei besteande datasintra te stopjen om hege ferwurkingssnelheden te leverjen.
Fan 'e foar te sjen realiteit oant de fiere takomst
Foar de measte brûkers omfettet gegevensopslach gjin gefoel fan "kapasitive Armageddon." Mar tink der oer: de 3,7 miljard minsken dy't op it stuit it ynternet brûke generearje alle dagen sa'n 2,5 quintillion bytes oan gegevens. Om oan dit ferlet te foldwaan binne hieltyd mear datasintra nedich.
Neffens statistiken is de wrâld yn 2025 ree om 160 Zetabytes oan gegevens per jier te ferwurkjen (dat is mear bytes as stjerren yn it waarneembare universum). It is wierskynlik dat wy yn 'e takomst elke fjouwerkante meter fan' e planeet Ierde moatte dekke mei datasintra, oars kinne bedriuwen gewoan net oanpasse oan sa'n hege groei yn ynformaasje. Of ... jo moatte wat gegevens opjaan. D'r binne lykwols ferskate potinsjeel nijsgjirrige technologyen dy't it groeiende probleem fan ynformaasje-overload kinne oplosse.
DNA-struktuer as basis foar takomstige gegevensopslach
Net allinich IT-korporaasjes sykje nei nije manieren om ynformaasje op te slaan en te ferwurkjen, mar ek in protte wittenskippers. De wrâldwide taak is om it behâld fan ynformaasje foar tûzenen jierren te garandearjen. Undersikers fan ETH Zürich, Switserlân, leauwe dat de oplossing fûn wurde moat yn in organysk gegevensopslachsysteem dat yn elke libbene sel bestiet: DNA. En it wichtichste, dit systeem waard "útfûn" lang foar de komst fan 'e kompjûter.
DNA-strings binne tige kompleks, kompakt en ongelooflijk ticht as ynformaasjedragers: neffens wittenskippers kinne 455 Exabytes oan gegevens opnommen wurde yn in gram DNA, wêrby't 1 Ebyte lykweardich is oan in miljard gigabyte. De earste eksperiminten hawwe it al mooglik makke om 83 KB oan ynformaasje yn DNA op te nimmen, wêrnei't in learaar yn 'e ôfdieling Skiekunde en Biologyske Wittenskippen, Robert Grass, it idee útspruts dat yn it nije desennia it medyske fjild mear ferienigje moat mei de IT-struktuer foar mienskiplike ûntwikkelingen op it mêd fan opnametechnologyen en gegevensopslach.
Neffens wittenskippers kinne organyske gegevensopslachapparaten basearre op DNA-keatlingen ynformaasje foar maksimaal in miljoen jier opslaan en se krekt leverje op it earste fersyk. It is mooglik dat yn in pear desennia de measte skiven sille stride foar krekt dizze kâns: de mooglikheid om betrouber en capaciously opslaan gegevens foar in lange tiid.
De Switsers binne net de iennigen dy't wurkje oan DNA-basearre opslachsystemen. Dizze fraach is oprjochte sûnt 1953, doe't Francis Crick de dûbele helix fan DNA ûntduts. Mar op dat stuit hie it minskdom gewoan net genôch kennis foar sokke eksperiminten. Tradisjoneel tinken yn DNA opslach hat rjochte op de synteze fan nije DNA molekulen; de folchoarder fan bits oerienkomme mei de folchoarder fan fjouwer DNA-basispearen en genôch molekulen meitsje om alle nûmers te fertsjintwurdigjen dy't opslein wurde moatte. Sa wisten yngenieurs fan it CATALOG-bedriuw yn 'e simmer fan 2019 16 GB Ingelsktalige Wikipedia op te nimmen yn DNA makke fan syntetyske polymeren. It probleem is dat dit proses stadich en djoer is, wat in wichtige knelpunt is as it giet om gegevensopslach.
Net DNA allinich ...: molekulêre opslachapparaten
Undersikers fan Brown University (FS) sizze dat it DNA-molekule net de ienige opsje is foar molekulêre opslach fan gegevens foar maksimaal in miljoen jier. Metaboliten mei leech molekulêre gewicht kinne ek fungearje as organyske opslach. As ynformaasje wurdt skreaun nei in set fan metabolites, de molekulen begjinne te ynteraksje mei elkoar en produsearje nije elektrysk neutrale dieltsjes dy't befetsje de gegevens opnommen yn harren.
Troch de wei, de ûndersikers net stopje dêr en wreide de set fan organyske molekulen, dy't makke it mooglik om te fergrutsjen de tichtheid fan opnommen gegevens. It lêzen fan sokke ynformaasje is mooglik troch gemyske analyze. It ienige negatyf is dat de ymplemintaasje fan sa'n organysk opslachapparaat yn 'e praktyk, bûten laboratoariumomstannichheden, noch net mooglik is. Dit is gewoan ûntwikkeling foar de takomst.
5D optysk ûnthâld: in revolúsje yn gegevens opslach
In oare eksperimintele repository heart ta ûntwikkelders fan 'e Universiteit fan Southampton, Ingelân. Yn in poging om in ynnovatyf digitaal opslachsysteem te meitsjen dat miljoenen jierren kin duorje, hawwe wittenskippers in proses ûntwikkele foar it opnimmen fan gegevens op in lytse kwartsskiif dy't basearre is op femtosecond-pulsopname. It opslachsysteem is ûntwurpen foar argivearjen en kâld opslach fan grutte folumes fan gegevens en wurdt beskreaun as fiifdiminsjonale opslach.
Wêrom fiifdiminsjonaal? It feit is dat ynformaasje is kodearre yn ferskate lagen, ynklusyf de gewoane trije diminsjes. Oan dizze dimensjes wurde noch twa tafoege - grutte en nanodot-oriïntaasje. De gegevenskapasiteit dy't kin wurde opnommen op sa'n mini-drive is oant 100 Petabytes, en de opslachlibben is 13,8 miljard jier by temperatueren oant 190 ° C. De maksimale ferwaarmingstemperatuer dêr't de skiif tsjin kin is 982 °C. Koartsein ... it is praktysk ivich!
It wurk fan 'e Universiteit fan Southampton hat koartlyn de oandacht wûn fan Microsoft, waans wolkopslachprogramma Project Silica as doel hat om hjoeddeistige opslachtechnologyen opnij te tinken. Neffens "lyts-sêfte" prognoazes, troch 2023 mear as 100 Zetabytes oan ynformaasje wurde opslein yn wolken, dus sels grutskalige opslach systemen sille face swierrichheden.
Foar mear ynformaasje oer Kingston Technology-produkten, besykje asjebleaft de offisjele webside fan it bedriuw.
Boarne: www.habr.com