දශක කිහිපයක් තිස්සේ, ගබඩා තාක්ෂණයේ ප්‍රගතිය මූලික වශයෙන් මනිනු ලබන්නේ ගබඩා ධාරිතාව සහ දත්ත කියවීමේ/ලිවීමේ වේගය අනුවය. කාලයත් සමඟ, මෙම ඇගයීම් පරාමිතීන් HDD සහ SSD ධාවකයන් වඩාත් දක්ෂ, වඩාත් නම්‍යශීලී සහ කළමනාකරණය කිරීමට පහසු කරන තාක්ෂණයන් සහ ක්‍රමවේද මගින් පරිපූරණය කර ඇත. සෑම වසරකම, ඩ්‍රයිව් නිෂ්පාදකයින් සාම්ප්‍රදායිකව විශාල දත්ත වෙළඳපල වෙනස් වන බවට ඉඟි කරන අතර 2020 ව්‍යතිරේකයක් නොවේ. තොරතුරු තාක්ෂණ නායකයින් වැඩි වැඩියෙන් දත්ත විශාල ප්‍රමාණයක් ගබඩා කිරීමට සහ කළමනාකරණය කිරීමට කාර්යක්ෂම ක්‍රම සොයමින් සිටින අතර ගබඩා පද්ධතිවල ගමන් මග වෙනස් කිරීමට නැවත වරක් ප්‍රතිඥා දෙයි. මෙම ලිපියෙන්, අපි තොරතුරු ගබඩා කිරීම සඳහා වඩාත්ම දියුණු තාක්ෂණයන් එකතු කර ඇති අතර, ඔවුන්ගේ භෞතික ක්රියාත්මක කිරීම තවමත් සොයාගෙන නොමැති අනාගත ගබඩා උපාංග පිළිබඳ සංකල්ප ගැන කතා කරමු.
මෘදුකාංග නිර්වචනය කළ ගබඩා ජාල
ස්වයංක්‍රීයකරණය, නම්‍යශීලී බව සහ ගබඩා ධාරිතාව වැඩි කිරීම සහ කාර්ය මණ්ඩල කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම සම්බන්ධයෙන් ගත් විට, වැඩි වැඩියෙන් ව්‍යවසායන් ඊනියා මෘදුකාංග-නිර්වචනය කළ ගබඩා ජාල හෝ SDS (මෘදුකාංග-නිර්වචනය කළ ගබඩාව) වෙත මාරු වීමට සලකා බලයි.
SDS තාක්ෂණයේ ප්රධාන ලක්ෂණය වන්නේ දෘඪාංග මෘදුකාංගයෙන් වෙන් කිරීමයි: එනම්, එයින් අදහස් වේ . අතිරේකව, සාම්ප්‍රදායික ජාල අමුණා ගබඩා (NAS) හෝ ගබඩා ප්‍රදේශ ජාල (SAN) පද්ධති මෙන් නොව, SDS නිර්මාණය කර ඇත්තේ ඕනෑම සම්මත x86 පද්ධතියක් මත ක්රියාත්මක වීමටය. බොහෝ විට, SDS යෙදවීමේ පරමාර්ථය වන්නේ අඩු පරිපාලන ප්‍රයත්නයක් අවශ්‍ය වන අතරම මෙහෙයුම් වියදම් (OpEx) වැඩිදියුණු කිරීමයි.
HDD ධාවකයන්ගේ ධාරිතාව 32 TB දක්වා වැඩි වනු ඇත
සාම්ප්‍රදායික චුම්බක ගබඩා උපාංග කිසිසේත් මිය ගොස් නැත, නමුත් තාක්ෂණික පුනරුදයක් අත්විඳිමින් සිටී. නවීන HDDs දැනටමත් පරිශීලකයින්ට 16 TB දක්වා දත්ත ගබඩාවක් ලබා දිය හැක. ඉදිරි වසර පහ තුළ මෙම ධාරිතාව දෙගුණයක් වනු ඇත. ඒ අතරම, දෘඪ තැටි ධාවකයන් වඩාත්ම දැරිය හැකි අහඹු ප්‍රවේශ ගබඩාව ලෙස දිගටම පවතිනු ඇති අතර ඉදිරි වසර ගණනාවක් සඳහා තැටි අවකාශයේ ගිගාබයිට් එකක මිලෙහි ප්‍රමුඛත්වය රඳවා ගනු ඇත.
ධාරිතාව වැඩි කිරීම දැනටමත් දන්නා තාක්ෂණයන් මත පදනම් වේ:
- හීලියම් ධාවකයන් (හීලියම් වායුගතික ඇදගෙන යාම සහ කැළඹීම් අඩු කරයි, ධාවකය තුළ වැඩි චුම්බක තහඩු ස්ථාපනය කිරීමට ඉඩ සලසයි; තාප උත්පාදනය සහ බලශක්ති පරිභෝජනය වැඩි නොවේ);
- තාප චුම්භක ධාවකයන් (හෝ HAMR HDD, එහි පෙනුම 2021 දී අපේක්ෂා කරන අතර මයික්‍රෝවේව් දත්ත පටිගත කිරීමේ මූලධර්මය මත ගොඩනගා ඇත, තැටියේ කොටසක් ලේසර් මගින් රත් කර ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ විට);
- ටයිල් කළ පටිගත කිරීම මත පදනම් වූ HDD (හෝ SMR ධාවක, දත්ත පථ එකිනෙක මත තබා, ටයිල් කළ ආකෘතියකින්; මෙය තොරතුරු පටිගත කිරීමේ ඉහළ ඝනත්වය සහතික කරයි).
හීලියම් ධාවක විශේෂයෙන් වලාකුළු දත්ත මධ්‍යස්ථානවල ඉල්ලුමක් පවතින අතර SMR HDDs විශාල ලේඛනාගාර සහ දත්ත පුස්තකාල ගබඩා කිරීම, බොහෝ විට අවශ්‍ය නොවන දත්ත වෙත ප්‍රවේශ වීම සහ යාවත්කාලීන කිරීම සඳහා ප්‍රශස්ත වේ. ඒවා උපස්ථ නිර්මාණය කිරීම සඳහා ද සුදුසු ය.
NVMe ධාවකයන් වඩාත් වේගවත් වනු ඇත
පළමු SSD ධාවකයන් SATA හෝ SAS අතුරුමුහුණත හරහා මවු පුවරු වෙත සම්බන්ධ කර ඇත, නමුත් මෙම අතුරුමුහුණත් චුම්බක HDD ධාවකයන් සඳහා වසර 10 කට පෙර සංවර්ධනය කරන ලදී. නවීන NVMe ප්‍රොටෝකෝලය ඉහළ දත්ත සැකසුම් වේගයක් සපයන පද්ධති සඳහා නිර්මාණය කර ඇති වඩා බලවත් සන්නිවේදන ප්‍රොටෝකෝලයකි. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, 2019-2020 ආරම්භයේදී ඕනෑම පන්තියක පරිශීලකයින්ට ලබා ගත හැකි NVMe SSD සඳහා මිලෙහි බරපතල පහත වැටීමක් අපට පෙනේ. ආයතනික අංශය තුළ, තථ්‍ය කාලීනව විශාල දත්ත විශ්ලේෂණය කිරීමට අවශ්‍ය ව්‍යවසායන් විසින් NVMe විසඳුම් විශේෂයෙන් අගය කරනු ලැබේ.
කිංග්ස්ටන් සහ සැම්සුන් වැනි සමාගම් 2020 දී ව්යවසාය පරිශීලකයින්ට අපේක්ෂා කළ හැකි දේ දැනටමත් පෙන්වා දී ඇත: දත්ත මධ්‍යස්ථානයට ඊටත් වඩා දත්ත සැකසුම් වේගයක් එක් කිරීමට PCIe 4.0-සක්‍රීය NVMe SSD එනතෙක් අපි සියල්ලෝම බලා සිටිමු. නව නිෂ්පාදනවල ප්රකාශිත කාර්ය සාධනය 4,8 GB / s වන අතර, මෙය සීමාවෙන් ඈත් වේ. ඊළඟ පරම්පරාවන් 7 GB/s ප්‍රතිදානයක් ලබා දීමට හැකි වනු ඇත.
NVMe-oF (හෝ NVMe over Fabrics) පිරිවිතර සමඟ එක්ව, DAS (හෝ සෘජු-අමුණුණු ගබඩා) දත්ත මධ්‍යස්ථාන සමඟ දැඩි ලෙස තරඟ කරන අවම ප්‍රමාදයක් සහිත ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ගබඩා ජාල නිර්මාණය කිරීමට ආයතනවලට හැකි වනු ඇත. ඒ අතරම, NVMe-oF භාවිතයෙන්, I/O මෙහෙයුම් වඩාත් කාර්යක්ෂමව සකසනු ලබන අතර, ප්‍රමාදය DAS පද්ධති සමඟ සැසඳිය හැක. විශ්ලේෂකයින් අනාවැකි පළ කරන්නේ NVMe-oF ප්‍රොටෝකෝලය මත ක්රියාත්මක වන පද්ධති යෙදවීම 2020 දී වේගයෙන් වේගවත් වනු ඇති බවයි.
QLC මතකය අවසානයේ ක්රියා කරයිද?
Quad Level Cell (QLC) NAND ෆ්ලෑෂ් මතකය වෙළඳපොලේ වැඩිවන ජනප්‍රියතාවය ද දකිනු ඇත. QLC 2019 දී හඳුන්වා දෙන ලද අතර එබැවින් වෙළඳපොලේ අවම වශයෙන් සම්මත කර ඇත. මෙය 2020 දී වෙනස් වනු ඇත, විශේෂයෙන්ම QLC හි ආවේනික අභියෝග ජය ගැනීම සඳහා LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) තාක්ෂණය භාවිතා කර ඇති සමාගම් අතර.
විශ්ලේෂකයින්ගේ අනාවැකි වලට අනුව, QLC සෛල මත පදනම් වූ SSD ධාවකයන්ගේ විකුණුම් වර්ධනය 10% කින් වැඩි වනු ඇති අතර TLC විසඳුම් වෙළඳපොළෙන් 85% "අල්ලා" ගනු ඇත. කවුරුන් කුමක් පැවසුවත්, TLC SSD හා සසඳන විට QLC SSD තවමත් කාර්ය සාධනය අතින් බොහෝ පසුපසින් සිටින අතර ඉදිරි වසර පහ තුළ දත්ත මධ්‍යස්ථාන සඳහා පදනම බවට පත් නොවනු ඇත.
ඒ අතරම, NAND ෆ්ලෑෂ් මතකයේ පිරිවැය 2020 දී ඉහළ යනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, එබැවින් SSD පාලක විකුණුම්කරු Phison, උදාහරණයක් ලෙස, ඉහළ යන මිල ගණන් අවසානයේ පාරිභෝගික SSD වෙළඳපොළ 4-bit flash -QLC NAND මතකය වෙත තල්ලු කරනු ඇතැයි ඔට්ටු අල්ලයි. මාර්ගය වන විට, Intel 144-ස්ථර QLC විසඳුම් (96-ස්ථර නිෂ්පාදන වෙනුවට) දියත් කිරීමට සැලසුම් කරයි. හොඳයි... HDDs තවදුරටත් ආන්තිකකරණයට අපි යොමු වී සිටින බව පෙනේ.
SCM මතකය: DRAM ට ආසන්න වේගය
SCM (Storage Class Memory) මතකය පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීම වසර කිහිපයක් තිස්සේ පුරෝකථනය කර ඇති අතර, 2020 මෙම අනාවැකි අවසානයේ සැබෑ වීමට ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය විය හැකිය. Intel Optane, Toshiba XL-Flash සහ Samsung Z-SSD මතක මොඩියුල දැනටමත් ව්යවසාය වෙළඳපොළට ඇතුළු වී ඇති අතර, ඒවායේ පෙනුම අතිමහත් ප්රතික්රියාවක් ඇති කර නැත.
Intel හි උපාංගය වේගවත් නමුත් අස්ථායී DRAM හි ලක්ෂණ මන්දගාමී නමුත් නොනැසී පවතින NAND ගබඩාව සමඟ ඒකාබද්ධ කරයි. මෙම සංයෝජනය මඟින් DRAM වේගය සහ NAND ධාරිතාව යන දෙකම ලබා දෙමින් විශාල දත්ත කට්ටල සමඟ වැඩ කිරීමට පරිශීලකයින්ගේ හැකියාව වැඩිදියුණු කිරීම අරමුණු කරයි. SCM මතකය NAND මත පදනම් වූ විකල්ප වලට වඩා වේගවත් නොවේ: එය දස ගුණයකින් වේගවත් වේ. ප්‍රමාදය මයික්‍රො තත්පර මිස මිලි තත්පර නොවේ.
මෙම තාක්ෂණය Intel Cascade Lake ප්‍රොසෙසර භාවිතා කරන සේවාදායකයන් මත පමණක් ක්රියා කරන බැවින් SCM භාවිතා කිරීමට සැලසුම් කරන දත්ත මධ්‍යස්ථාන සීමා වනු ඇති බව වෙළඳපල ප්‍රවීණයන් සටහන් කරයි. කෙසේ වෙතත්, ඔවුන්ගේ මතය අනුව, ඉහළ සැකසුම් වේගයක් ලබා දීම සඳහා පවතින දත්ත මධ්‍යස්ථාන වෙත යාවත්කාලීන කිරීමේ රැල්ල නැවැත්වීමට මෙය බාධාවක් නොවනු ඇත.
අපේක්ෂා කළ හැකි යථාර්ථයේ සිට ඈත අනාගතය දක්වා
බොහෝ පරිශීලකයින් සඳහා, දත්ත ගබඩා කිරීම "ධාරිත්‍රක ආමගෙදොන්" පිළිබඳ හැඟීමක් ඇතුළත් නොවේ. නමුත් ඒ ගැන සිතන්න: දැනට අන්තර්ජාලය භාවිතා කරන බිලියන 3,7 ක ජනතාව දිනකට බයිට් 2,5 ක් පමණ දත්ත උත්පාදනය කරයි. මෙම අවශ්‍යතාවය සපුරාලීම සඳහා වැඩි වැඩියෙන් දත්ත මධ්‍යස්ථාන අවශ්‍ය වේ.
සංඛ්‍යාලේඛනවලට අනුව, 2025 වන විට ලෝකය වසරකට Zetabytes 160 දත්ත සැකසීමට සූදානම් වේ (එය නිරීක්ෂණය කළ හැකි විශ්වයේ ඇති තරු වලට වඩා බයිට් ගණනකි). අනාගතයේදී අපට පෘථිවියේ සෑම වර්ග මීටරයක්ම දත්ත මධ්‍යස්ථාන වලින් ආවරණය කිරීමට සිදුවනු ඇත, එසේ නොමැතිනම් සංගතවලට තොරතුරුවල එතරම් ඉහළ වර්ධනයකට අනුවර්තනය වීමට නොහැකි වනු ඇත. නැතිනම්... ඔබට යම් දත්තයක් අත්හැරීමට සිදුවේවි. කෙසේ වෙතත්, තොරතුරු අධි බර පිළිබඳ වැඩෙන ගැටලුව විසඳිය හැකි රසවත් තාක්ෂණයන් කිහිපයක් තිබේ.
අනාගත දත්ත ගබඩා කිරීම සඳහා පදනමක් ලෙස DNA ව්යුහය
තොරතුරු තාක්ෂණ සංස්ථා පමණක් නොව, බොහෝ විද්‍යාඥයින් ද තොරතුරු ගබඩා කිරීමට සහ සැකසීමට නව ක්‍රම සොයමින් සිටිති. ගෝලීය කර්තව්යය වන්නේ වසර දහස් ගණනක් තොරතුරු සංරක්ෂණය කිරීම සහතික කිරීමයි. ස්විට්සර්ලන්තයේ ETH සූරිච් හි පර්යේෂකයන් විශ්වාස කරන්නේ විසඳුම සෑම සජීවී සෛලයකම පවතින කාබනික දත්ත ගබඩා පද්ධතියකින් සොයාගත යුතු බවයි: DNA. වැදගත්ම දෙය නම්, මෙම පද්ධතිය පරිගණකයේ පැමිණීමට බොහෝ කලකට පෙර "නිපදවන ලදී".
DNA නූල් තොරතුරු වාහකයන් ලෙස ඉතා සංකීර්ණ, සංයුක්ත සහ ඇදහිය නොහැකි තරම් ඝනත්වයකින් යුක්ත වේ: විද්‍යාඥයින්ට අනුව, DNA ග්‍රෑම් එකක දත්ත Exabytes 455ක් වාර්තා කළ හැකි අතර, 1 Ebyte ගිගාබයිට් බිලියනයකට සමාන වේ. පළමු අත්හදා බැලීම් මගින් ඩීඑන්ඒ තුළ 83 KB තොරතුරු වාර්තා කිරීමට හැකි වී ඇති අතර, පසුව රසායන විද්‍යා හා ජීව විද්‍යා දෙපාර්තමේන්තුවේ ගුරුවරයෙකු වන රොබට් ග්‍රාස් නව දශකය තුළ වෛද්‍ය ක්ෂේත්‍රය වඩාත් සමීපව ඒකාබද්ධ විය යුතු බවට අදහස ප්‍රකාශ කළේය. පටිගත කිරීමේ තාක්ෂණයන් සහ දත්ත ගබඩා කිරීමේ ක්ෂේත්‍රයේ ඒකාබද්ධ වර්ධනයන් සඳහා තොරතුරු තාක්ෂණ ව්යුහය.
විද්‍යාඥයින්ට අනුව, DNA දාම මත පදනම් වූ කාබනික දත්ත ගබඩා කිරීමේ උපකරණ මගින් වසර මිලියනයක් දක්වා තොරතුරු ගබඩා කළ හැකි අතර පළමු ඉල්ලීම මත එය නිවැරදිව ලබා දිය හැකිය. දශක කිහිපයකින්, බොහෝ ධාවකයන් මෙම අවස්ථාව සඳහා අරගල කරනු ඇත: විශ්වසනීයව සහ ධාරිතාවයෙන් දත්ත දිගු කාලයක් ගබඩා කිරීමේ හැකියාව.
DNA මත පදනම් වූ ගබඩා පද්ධති මත වැඩ කරන්නේ ස්විස් පමණක් නොවේ. මෙම ප්‍රශ්නය 1953 දී ෆ්‍රැන්සිස් ක්‍රික් විසින් DNA ද්විත්ව හෙලික්සය සොයා ගත් දා සිට මතු වී ඇත. නමුත් ඒ මොහොතේ මානව වර්ගයාට එවැනි අත්හදා බැලීම් සඳහා ප්රමාණවත් දැනුමක් නොතිබුණි. DNA ගබඩා කිරීමේදී සම්ප්‍රදායික චින්තනය නව DNA අණු සංශ්ලේෂණය කෙරෙහි අවධානය යොමු කර ඇත; DNA පාදක යුගල හතරක අනුපිළිවෙලකට බිටු අනුපිළිවෙලක් ගැලපීම සහ ගබඩා කළ යුතු සියලුම සංඛ්‍යා නියෝජනය කිරීමට ප්රමාණවත් අණු නිර්මාණය කිරීම. මේ අනුව, 2019 ගිම්හානයේදී, CATALOG සමාගමේ ඉංජිනේරුවන් විසින් ඉංග්‍රීසි භාෂා විකිපීඩියාව 16 GB කෘතිම බහු අවයවක වලින් සාදන ලද DNA බවට වාර්තා කිරීමට සමත් විය. ගැටළුව වන්නේ මෙම ක්‍රියාවලිය මන්දගාමී සහ මිල අධික වන අතර එය දත්ත ගබඩා කිරීමේදී සැලකිය යුතු බාධාවක් වේ.
DNA පමණක් නොවේ...: අණුක ගබඩා උපාංග
Brown University (USA) හි පර්යේෂකයන් පවසන්නේ DNA අණුව වසර මිලියනයක් දක්වා දත්ත අණුක ගබඩා කිරීම සඳහා ඇති එකම විකල්පය නොවන බවයි. අඩු අණුක බර පරිවෘත්තීය කාබනික ගබඩාවක් ලෙසද ක්රියා කළ හැක. පරිවෘත්තීය කට්ටලයකට තොරතුරු ලියා ඇති විට, අණු එකිනෙකා සමඟ අන්තර් ක්රියා කිරීමට පටන් ගන්නා අතර ඒවායේ වාර්තාගත දත්ත අඩංගු නව විද්යුත් මධ්යස්ථ අංශු නිපදවයි.
මාර්ගය වන විට, පර්යේෂකයන් එහි නතර නොවී කාබනික අණු කට්ටලය පුළුල් කළ අතර එමඟින් වාර්තාගත දත්තවල ඝනත්වය වැඩි කිරීමට හැකි විය. එවැනි තොරතුරු කියවීම රසායනික විශ්ලේෂණයකින් කළ හැකිය. එකම නිෂේධනය වන්නේ එවැනි කාබනික ගබඩා කිරීමේ උපකරණයක් ක්රියාත්මක කිරීම තවමත් ප්රායෝගිකව, රසායනාගාර තත්ත්වයෙන් පිටත කළ නොහැකි වීමයි. මෙය අනාගතයේ සංවර්ධනයක් පමණි.
5D දෘශ්‍ය මතකය: දත්ත ගබඩා කිරීමේ විප්ලවයක්
තවත් පර්යේෂණාත්මක ගබඩාවක් එංගලන්තයේ සවුත්හැම්ප්ටන් විශ්ව විද්‍යාලයේ සංවර්ධකයින්ට අයත් වේ. වසර මිලියන ගණනක් පැවතිය හැකි නව්‍ය ඩිජිටල් ගබඩා පද්ධතියක් නිර්මාණය කිරීමේ උත්සාහයක් ලෙස විද්‍යාඥයින් විසින් femtosecond ස්පන්දන පටිගත කිරීම මත පදනම් වූ කුඩා ක්වාර්ට්ස් තැටියක දත්ත පටිගත කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් වර්ධනය කර ඇත. ගබඩා පද්ධතිය නිර්මාණය කර ඇත්තේ දත්ත විශාල ප්‍රමාණයක් ගබඩා කිරීම සහ ශීත ගබඩා කිරීම සඳහා වන අතර එය පංචමාන ගබඩාවක් ලෙස විස්තර කෙරේ.
ඇයි පංචමාන? කාරණය වන්නේ සාමාන්‍ය ත්‍රිමාන ඇතුළුව තොරතුරු ස්ථර කිහිපයකින් සංකේතනය කර ඇති බවයි. මෙම මානයන් සඳහා තවත් දෙකක් එකතු කරනු ලැබේ - ප්රමාණය සහ නැනෝඩෝට් දිශානතිය. එවැනි කුඩා ධාවකයක් මත සටහන් කළ හැකි දත්ත ධාරිතාව පෙටාබයිට් 100 ක් දක්වා වන අතර, 13,8 ° C දක්වා උෂ්ණත්වවලදී ගබඩා කිරීමේ ආයු කාලය වසර බිලියන 190 කි. තැටියට ඔරොත්තු දිය හැකි උපරිම උනුසුම් උෂ්ණත්වය 982 ° C වේ. කෙටියෙන් ... එය ප්රායෝගිකව සදාකාලිකයි!
සවුත්හැම්ප්ටන් විශ්ව විද්‍යාලයේ කාර්යය මෑතකදී මයික්‍රොසොෆ්ට් හි අවධානයට ලක්ව ඇත, එහි වලාකුළු ගබඩා වැඩසටහන Project Silica වත්මන් ගබඩා තාක්ෂණයන් ගැන නැවත සිතා බැලීම අරමුණු කරයි. "කුඩා-මෘදු" අනාවැකි වලට අනුව, 2023 වන විට Zetabytes 100 කට වඩා වැඩි තොරතුරු වලාකුළු තුළ ගබඩා වනු ඇත, එබැවින් මහා පරිමාණ ගබඩා පද්ධති පවා දුෂ්කරතාවන්ට මුහුණ දෙනු ඇත.
Kingston Technology නිෂ්පාදන පිළිබඳ වැඩි විස්තර සඳහා කරුණාකර සමාගමේ නිල වෙබ් අඩවියට පිවිසෙන්න.
මූලාශ්රය: www.habr.com