Хэдэн арван жилийн турш хадгалалтын технологийн дэвшлийг үндсэндээ хадгалах багтаамж, өгөгдөл унших/бичих хурдаар хэмждэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр үнэлгээний параметрүүд нь HDD болон SSD хөтчүүдийг илүү ухаалаг, уян хатан, удирдахад хялбар болгодог технологи, аргачлалаар нэмэгдсээр байна. Жил бүр жолоодлогын үйлдвэрлэгчид том мэдээллийн зах зээл өөрчлөгдөнө гэж уламжлал ёсоор сануулдаг бөгөөд 2020 он ч үл хамаарах зүйл биш юм. Мэдээллийн технологийн удирдагчид асар их хэмжээний өгөгдлийг хадгалах, удирдах үр ашигтай арга замыг улам эрэлхийлсээр байгаа бөгөөд хадгалах системийн чиглэлийг өөрчлөхөө дахин амлаж байна. Энэ нийтлэлд бид мэдээлэл хадгалах хамгийн дэвшилтэт технологиудыг цуглуулсан бөгөөд физик хэрэгжилтийг хараахан олж чадаагүй байгаа футурист хадгалах төхөөрөмжийн тухай ойлголтуудын талаар ярих болно.
Програм хангамжаар тодорхойлогдсон хадгалах сүлжээнүүд
Автоматжуулалт, уян хатан байдал, хадгалах багтаамжийг нэмэгдүүлэх, ажилтнуудын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд улам олон аж ахуйн нэгж програм хангамжаар тодорхойлсон хадгалах сүлжээ буюу SDS (Програм хангамжаар тодорхойлогдсон хадгалах газар) руу шилжих талаар бодож байна.
SDS технологийн гол онцлог нь техник хангамжийг програм хангамжаас салгах явдал юм: өөрөөр хэлбэл энэ нь гэсэн үг . Нэмж дурдахад, ердийн сүлжээнд холбогдсон санах ой (NAS) эсвэл хадгалах талбайн сүлжээ (SAN) системүүдээс ялгаатай нь SDS нь ямар ч стандарт x86 систем дээр ажиллахаар бүтээгдсэн. Ихэнх тохиолдолд SDS-ийг ашиглах зорилго нь удирдлагын бага хүчин чармайлт шаарддаг үйл ажиллагааны зардлыг (OpEx) сайжруулах явдал юм.
HDD хөтчүүдийн багтаамж 32 TB хүртэл нэмэгдэнэ
Уламжлалт соронзон хадгалах төхөөрөмж нь огт үхээгүй, харин технологийн сэргэн мандалтыг туулж байна. Орчин үеийн HDD нь хэрэглэгчдэд 16 TB хүртэлх өгөгдөл хадгалах боломжийг аль хэдийн санал болгож чадна. Ирэх таван жилд энэ хүчин чадал хоёр дахин нэмэгдэнэ. Үүний зэрэгцээ хатуу дискний хөтчүүд нь хамгийн боломжийн үнээр санамсаргүй хандалтын санах ой хэвээр байх бөгөөд олон жилийн турш дискний нэг гигабайт зайны үнээр тэргүүлэх байр сууриа хадгалсаар байх болно.
Хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх нь аль хэдийн мэдэгдэж байсан технологид тулгуурлана.
- Гелийн хөтчүүд (гели нь аэродинамик чирэгдэл болон үймээн самууныг багасгаж, хөтлүүрт илүү соронзон хавтанг суурилуулах боломжийг олгодог; дулааны үйлдвэрлэл, эрчим хүчний хэрэглээ нэмэгдэхгүй);
- Дулаан соронзон хөтчүүд (эсвэл HAMR HDD, гадаад төрх нь 2021 онд гарах бөгөөд дискний хэсгийг лазераар халааж, дахин соронзлох үед бичил долгионы өгөгдөл бичих зарчим дээр суурилдаг);
- Хавтантай бичлэг дээр суурилсан HDD (эсвэл өгөгдлийн замыг давхарласан форматаар байрлуулсан SMR хөтчүүд; энэ нь мэдээллийн бичлэгийн өндөр нягтралыг баталгаажуулдаг).
Гелиум хөтчүүд нь ялангуяа үүлэн мэдээллийн төвүүдэд эрэлт хэрэгцээтэй байдаг бөгөөд SMR HDD нь том архив, мэдээллийн санг хадгалах, тийм ч их шаардлагагүй өгөгдөлд хандах, шинэчлэхэд тохиромжтой. Тэд бас нөөцлөлт үүсгэхэд тохиромжтой.
NVMe хөтчүүд илүү хурдан болно
Эхний SSD хөтчүүд нь SATA эсвэл SAS интерфэйсээр дамжуулан эх хавтантай холбогдсон боловч эдгээр интерфейсийг 10 гаруй жилийн өмнө соронзон HDD хөтчүүдэд зориулан бүтээжээ. Орчин үеийн NVMe протокол нь өгөгдөл боловсруулах өндөр хурдыг хангадаг системд зориулагдсан илүү хүчирхэг холбооны протокол юм. Үүний үр дүнд 2019-2020 оны зааг дээр бид NVMe SSD-ийн үнэ эрс буурч, аль ч ангиллын хэрэглэгчид ашиглах боломжтой болж байгааг харж байна. Корпорацийн сегментэд NVMe шийдлүүдийг бодит цаг хугацаанд том өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай аж ахуйн нэгжүүд онцгой үнэлдэг.
Кингстон, Самсунг зэрэг компаниуд 2020 онд аж ахуйн нэгжийн хэрэглэгчид юу хүлээж болохыг харуулсан: бид бүгд PCIe 4.0-ийг дэмждэг NVMe SSD-үүдийг дата төвд илүү их мэдээлэл боловсруулах хурд нэмэхийг хүлээж байна. Шинэ бүтээгдэхүүний зарласан гүйцэтгэл нь 4,8 ГБ/с бөгөөд энэ нь хязгаараас хол байна. Дараа үеийнхэн 7 ГБ/с дамжуулах хүчин чадалтай байх болно.
NVMe-oF (эсвэл NVMe over Fabrics) тодорхойлолтын хамт байгууллагууд DAS (эсвэл Шууд хавсаргасан хадгалалт) мэдээллийн төвүүдтэй хүчтэй өрсөлдөх хамгийн бага хоцрогдолтой, өндөр хүчин чадалтай хадгалах сүлжээг бий болгох боломжтой болно. Үүний зэрэгцээ, NVMe-oF-ийг ашиглан оролт гаралтын үйлдлүүд илүү үр дүнтэй боловсруулагддаг бол хоцролт нь DAS системтэй харьцуулах боломжтой байдаг. Шинжээчдийн таамаглаж байгаагаар 2020 онд NVMe-oF протокол дээр ажиллаж байгаа системийг нэвтрүүлэх ажил хурдацтай нэмэгдэнэ.
QLC санах ой эцэст нь ажиллах уу?
Quad Level Cell (QLC) NAND флаш санах ой нь зах зээл дээр улам бүр түгээмэл болж байна. QLC-ийг 2019 онд нэвтрүүлсэн тул зах зээлд хамгийн бага хэрэглээтэй байсан. Энэ нь 2020 онд, ялангуяа QLC-ийн төрөлхийн сорилтуудыг даван туулахын тулд LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) технологийг нэвтрүүлсэн компаниудын дунд өөрчлөгдөх болно.
Шинжээчдийн таамаглаж буйгаар QLC эсүүд дээр суурилсан SSD хөтчүүдийн борлуулалтын өсөлт 10% -иар өсөх бол TLC шийдэл нь зах зээлийн 85% -ийг "эзлэх" болно. Ямар ч байсан QLC SSD нь TLC SSD-тэй харьцуулахад гүйцэтгэлээрээ хоцрогдсон хэвээр байгаа бөгөөд ойрын таван жилд дата төвүүдийн үндэс суурь болохгүй.
Үүний зэрэгцээ, NAND флаш санах ойн үнэ 2020 онд өсөх төлөвтэй байгаа тул жишээ нь SSD хянагч борлуулагч Фисон үнийн өсөлт нь эцсийн эцэст хэрэглэгчийн SSD зах зээлийг 4 битийн флаш -QLC NAND санах ой руу түлхэнэ гэж бооцоо тавьж байна. Дашрамд дурдахад, Intel компани 144 давхар QLC шийдлийг (96 давхаргын бүтээгдэхүүний оронд) гаргахаар төлөвлөж байна. За ... бид HDD-үүдийг цаашид хязгаарлах гэж байгаа бололтой.
SCM санах ой: DRAM-тай ойролцоо хурд
SCM (Storage Class Memory) санах ойг өргөнөөр нэвтрүүлэх нь хэдэн жилийн турш таамаглаж байсан бөгөөд 2020 он нь эдгээр таамаглал эцэстээ биелэх эхлэлийн цэг байж магадгүй юм. Intel Optane, Toshiba XL-Flash болон Samsung Z-SSD санах ойн модулиуд нь аж ахуйн нэгжийн зах зээлд аль хэдийн нэвтэрсэн ч гадаад төрх нь тийм ч их сэтгэгдэл төрүүлээгүй.
Intel-ийн төхөөрөмж нь хурдан боловч тогтворгүй DRAM-ийн шинж чанарыг удаан боловч байнгын NAND санах ойтой хослуулсан. Энэхүү хослол нь DRAM хурд болон NAND багтаамжийг хоёуланг нь хангаж, том өгөгдлийн багцтай ажиллах хэрэглэгчдийн чадварыг сайжруулах зорилготой юм. SCM санах ой нь NAND-д суурилсан хувилбаруудаас хурдан биш: энэ нь арав дахин хурдан юм. Хоцролт нь миллисекунд биш харин микросекунд юм.
Зах зээлийн мэргэжилтнүүд SCM-ийг ашиглахаар төлөвлөж буй дата төвүүд нь энэ технологи нь зөвхөн Intel Cascade Lake процессоруудыг ашигладаг серверүүд дээр ажилладаг тул хязгаарлагдах болно гэдгийг тэмдэглэж байна. Гэсэн хэдий ч тэдний үзэж байгаагаар энэ нь боловсруулалтын өндөр хурдыг хангахын тулд одоо байгаа дата төвүүдийн шинэчлэлийн давалгааг зогсооход саад болохгүй.
Урьдчилан харж болох бодит байдлаас алс холын ирээдүй хүртэл
Ихэнх хэрэглэгчдийн хувьд өгөгдөл хадгалах нь "хүчин чадалтай Армагеддон" гэсэн мэдрэмжийг агуулдаггүй. Гэхдээ бодоод үз: Интернэт ашиглаж байгаа 3,7 тэрбум хүн өдөр бүр ойролцоогоор 2,5 квинтилиллион байт мэдээлэл үүсгэдэг. Энэ хэрэгцээг хангахын тулд улам олон дата төв хэрэгтэй байна.
Статистикийн мэдээгээр, 2025 он гэхэд дэлхий жил бүр 160 Зетабайт өгөгдлийг боловсруулахад бэлэн байна (энэ нь ажиглагдахуйц ертөнцийн одноос илүү байт). Ирээдүйд бид дэлхийн гаригийн квадрат метр бүрийг дата төвөөр хамрах шаардлагатай болж магадгүй, эс тэгвээс корпорацууд мэдээллийн ийм өндөр өсөлтөд дасан зохицож чадахгүй. Эсвэл ... та зарим өгөгдлийг орхих хэрэгтэй болно. Гэсэн хэдий ч мэдээллийн хэт ачааллын өсөн нэмэгдэж буй асуудлыг шийдэж чадах хэд хэдэн сонирхолтой технологи байдаг.
ДНХ-ийн бүтэц нь ирээдүйн өгөгдөл хадгалах үндэс болно
Мэдээллийн технологийн корпорацууд мэдээлэл хадгалах, боловсруулах шинэ арга замуудыг эрэлхийлж байгаа төдийгүй олон эрдэмтэд ч мөн адил. Дэлхий нийтийн үүрэг бол олон мянган жилийн турш мэдээллийг хадгалах явдал юм. Швейцарийн ETH Zurich-ийн судлаачид энэ шийдэл нь амьд эс бүрт байдаг органик өгөгдөл хадгалах систем болох ДНХ-д байх ёстой гэж үздэг. Хамгийн гол нь энэ системийг компьютер гарч ирэхээс өмнө "зохион бүтээсэн" юм.
ДНХ-ийн хэлхээ нь маш нарийн төвөгтэй, авсаархан бөгөөд мэдээлэл зөөвөрлөгчийн хувьд гайхалтай нягт: Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар нэг грамм ДНХ-д 455 эксабайт өгөгдөл бичигдэх боломжтой бөгөөд 1 Эбайт нь тэрбум гигабайттай тэнцэнэ. Эхний туршилтууд нь ДНХ-д 83 КБ мэдээллийг бүртгэх боломжтой болсон бөгөөд үүний дараа Хими, биологийн шинжлэх ухааны тэнхимийн багш Роберт Грасс шинэ арван жилд анагаах ухааны салбартай илүү нягт нэгдэх шаардлагатай гэсэн санааг илэрхийлэв. бичлэгийн технологи, өгөгдөл хадгалах чиглэлээр хамтарсан бүтээн байгуулалт хийх мэдээллийн технологийн бүтэц.
Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар ДНХ-ийн гинжин хэлхээнд суурилсан органик өгөгдөл хадгалах төхөөрөмж нь мэдээллийг нэг сая жил хүртэл хадгалж, анхны хүсэлтээр үнэн зөвөөр хангах боломжтой юм. Хэдэн арван жилийн дараа ихэнх хөтчүүд яг ийм боломжийн төлөө тэмцэж магадгүй юм: өгөгдлийг удаан хугацаанд найдвартай, багтаамжтай хадгалах чадвар.
ДНХ-д суурилсан хадгалах систем дээр ажилладаг цорын ганц хүмүүс Швейцарь биш юм. Энэ асуулт 1953 онд Фрэнсис Крик ДНХ-ийн давхар мушгиа нээсэн үеэс хойш тавигдсан. Гэвч тэр үед хүн төрөлхтөн ийм туршилт хийхэд хангалттай мэдлэггүй байв. ДНХ-ийн хадгалалтын уламжлалт сэтгэлгээ нь ДНХ-ийн шинэ молекулуудын нийлэгжилтэнд төвлөрсөн; ДНХ-ийн суурь хосын дараалалд битийн дарааллыг тааруулж, хадгалах шаардлагатай бүх тоог илэрхийлэх хангалттай молекулуудыг бий болгох. Ийнхүү 2019 оны зун CATALOG компанийн инженерүүд 16 ГБ англи хэл дээрх Википедиа-г синтетик полимерээр бүтээгдсэн ДНХ болгон бүртгэж чаджээ. Асуудал нь энэ процесс удаан бөгөөд өндөр өртөгтэй байдаг бөгөөд энэ нь өгөгдөл хадгалахад ихээхэн саад учруулдаг.
Зөвхөн ДНХ биш...: молекул хадгалах төхөөрөмж
Брауны их сургуулийн (АНУ) судлаачид ДНХ-ийн молекул нь нэг сая жил хүртэлх мэдээллийг молекулаар хадгалах цорын ганц боломж биш гэж үзэж байна. Бага молекул жинтэй метаболитууд нь органик хадгалалтын үүрэг гүйцэтгэдэг. Мэдээллийг метаболитуудын багцад бичих үед молекулууд хоорондоо харилцан үйлчилж, тэдгээрт бичигдсэн өгөгдлийг агуулсан шинэ цахилгаан саармаг хэсгүүдийг үүсгэж эхэлдэг.
Дашрамд хэлэхэд, судлаачид үүгээр зогссонгүй, органик молекулуудын багцыг өргөжүүлсэн нь бүртгэгдсэн мэдээллийн нягтыг нэмэгдүүлэх боломжтой болсон. Химийн шинжилгээгээр ийм мэдээллийг унших боломжтой. Цорын ганц сөрөг зүйл бол лабораторийн нөхцөлд ийм органик хадгалах төхөөрөмжийг хэрэгжүүлэх нь практикт хараахан боломжгүй юм. Энэ бол зөвхөн ирээдүйн хөгжил.
5D оптик санах ой: өгөгдөл хадгалах хувьсгал
Өөр нэг туршилтын агуулах нь Английн Саутгемптон их сургуулийн хөгжүүлэгчдэд харьяалагддаг. Эрдэмтэд олон сая жилийн турш үйлчилдэг шинэлэг дижитал хадгалах системийг бий болгохын тулд фемтосекундын импульсийн бичлэг дээр суурилсан жижигхэн кварц дискэн дээр өгөгдлийг бүртгэх процессыг боловсруулжээ. Хадгалалтын систем нь их хэмжээний өгөгдлийг архивлах, хүйтэнд хадгалах зориулалттай бөгөөд таван хэмжээст хадгалалт гэж тодорхойлогддог.
Яагаад таван хэмжээст вэ? Мэдээллийг хэд хэдэн давхаргаар, түүний дотор ердийн гурван хэмжээсээр кодлодог нь баримт юм. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдэд хэмжээ ба нанодотын чиг баримжаа гэсэн хоёр зүйл нэмэгдсэн. Ийм мини-драйвт бичигдэх өгөгдлийн багтаамж нь 100 петабайт хүртэл, хадгалах хугацаа нь 13,8 ° C хүртэл температурт 190 тэрбум жил байдаг. Дискний тэсвэрлэх хамгийн их халаалтын температур нь 982 ° C байна. Товчхондоо ... энэ нь бараг мөнхийн юм!
Саутхэмптоны их сургуулийн ажил саяхан Microsoft-ын анхаарлыг татсан бөгөөд түүний үүлэн хадгалах програм Project Silica нь одоогийн хадгалалтын технологийг эргэн харах зорилготой юм. "Жижиг-зөөлөн" урьдчилсан мэдээгээр 2023 он гэхэд 100 зетабайт мэдээлэл үүлэнд хадгалагдах тул том хэмжээний хадгалах систем хүртэл хүндрэлтэй тулгарах болно.
Kingston Technology бүтээгдэхүүний талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг компанийн албан ёсны вэбсайтаас авна уу.
Эх сурвалж: www.habr.com