Нове технологије складиштења података: да ли ћемо видети напредак 2020.

Већ неколико деценија напредак у технологији складиштења се мери првенствено у смислу капацитета складиштења и брзине читања/писања података. Временом, ови параметри евалуације су допуњени технологијама и методологијама које ХДД и ССД дискове чине паметнијим, флексибилнијим и лакшим за управљање. Сваке године произвођачи погона традиционално наговештавају да ће се тржиште великих података променити, а 2020. није изузетак. ИТ лидери све више траже ефикасне начине за складиштење и управљање огромним количинама података и поново се обавезују да ће променити ток система за складиштење података. У овом чланку прикупили смо најнапредније технологије за складиштење информација, а говорићемо и о концептима футуристичких уређаја за складиштење који тек треба да пронађу своју физичку имплементацију.

Софтверски дефинисане мреже за складиштење

Када је реч о аутоматизацији, флексибилности и повећаном капацитету складиштења у комбинацији са повећаном ефикасношћу особља, све више предузећа разматра прелазак на такозване софтверски дефинисане мреже за складиштење или СДС (Софтваре-Дефинед Стораге).

Кључна карактеристика СДС технологије је одвајање хардвера од софтвера: тј. значи виртуелизација функција складиштења. Поред тога, за разлику од конвенционалних система за складиштење података (НАС) или мреже за складиштење података (САН), СДС је дизајниран да ради на било ком стандардном к86 систему. Врло често, циљ постављања СДС-а је побољшање оперативних трошкова (ОпЕк) док захтијева мање административних напора.

Капацитет ХДД дискова ће се повећати на 32 ТБ

Традиционални магнетни уређаји за складиштење уопште нису мртви, већ тек доживљавају технолошку ренесансу. Модерни ХДД-ови већ могу да понуде корисницима до 16 ТБ складиштења података. У наредних пет година овај капацитет ће се удвостручити. У исто време, хард дискови ће и даље бити најприступачније складиште са случајним приступом и задржаће примат у цени по гигабајту простора на диску у годинама које долазе.

Повећање капацитета биће засновано на већ познатим технологијама:

• Хелијумски погони (хелијум смањује аеродинамички отпор и турбуленцију, омогућавајући да се више магнетних плоча инсталира у погон; производња топлоте и потрошња енергије се не повећавају);
• Термомагнетни погони (или ХАМР ХДД, чија се појава очекује 2021. године и изграђена је на принципу микроталасног снимања података, када се део диска загрева ласером и ремагнетизује);
• ХДД заснован на плочастом снимању (или СМР драјвовима, где су трагови података постављени један на други, у поплочаном формату; ово обезбеђује високу густину снимања информација).

Хелијумски дискови су посебно тражени у центрима података у облаку, а СМР ХДД-ови су оптимални за складиштење великих архива и библиотека података, приступ и ажурирање података који нису потребни често. Такође су идеални за прављење резервних копија.

НВМе дискови ће постати још бржи

Први ССД дискови били су повезани на матичне плоче преко САТА или САС интерфејса, али су ови интерфејси развијени пре више од 10 година за магнетне ХДД дискове. Савремени НВМе протокол је много моћнији комуникациони протокол дизајниран за системе који обезбеђују велику брзину обраде података. Као резултат тога, на прелазу из 2019. у 2020. видимо озбиљан пад цена НВМе ССД-ова, који постају доступни било којој класи корисника. У корпоративном сегменту, НВМе решења посебно цене она предузећа која имају потребу да анализирају велике податке у реалном времену.

Компаније попут Кингстона и Самсунг-а већ су показале шта пословни корисници могу да очекују у 2020. години: сви чекамо да НВМе ССД-ови са омогућеним ПЦИе 4.0 додају још већу брзину обраде података у центар података. Декларисане перформансе нових производа су 4,8 ГБ/с, а то је далеко од границе. Следеће генерације Кингстон НВМе ССД ПЦИе ген 4.0 моћи ће да обезбеди проток од 7 ГБ/с.

Заједно са НВМе-оФ (или НВМе овер Фабрицс) спецификацијом, организације ће моћи да креирају мреже за складиштење високих перформанси са минималним кашњењем које ће се снажно надметати са ДАС (или директно повезаним складиштем) центрима података. У исто време, коришћењем НВМе-оФ, И/О операције се обрађују ефикасније, док је латенција упоредива са ДАС системима. Аналитичари предвиђају да ће се имплементација система који раде на НВМе-оФ протоколу брзо убрзати 2020. године.

Хоће ли КЛЦ меморија коначно радити?

Куад Левел Целл (КЛЦ) НАНД флеш меморија ће такође имати све већу популарност на тржишту. КЛЦ је представљен 2019. године и стога је имао минимално усвајање на тржишту. Ово ће се променити 2020. године, посебно међу компанијама које су усвојиле ЛигхтОС Глобал Фласх Транслатион Лаиер (ГФТЛ) технологију како би превазишле инхерентне изазове КЛЦ-а.

Према прогнозама аналитичара, раст продаје ССД дискова базираних на КЛЦ ћелијама ће порасти за 10%, док ће ТЛЦ решења „заузети” 85% тржишта. Шта год да се каже, КЛЦ ССД још увек далеко заостаје у перформансама у односу на ТЛЦ ССД и неће постати основа за центре података у наредних пет година.

Истовремено, очекује се да ће цена НАНД флеш меморије порасти 2020. године, тако да се продавац ССД контролера Пхисон, на пример, клади да ће растуће цене на крају гурнути потрошачко ССД тржиште ка 4-битној флеш-КЛЦ НАНД меморији. Иначе, Интел планира да лансира 144-слојна КЛЦ решења (уместо 96-слојних производа). Па... чини се да идемо ка даљој маргинализацији ХДД-а.

СЦМ меморија: брзина близу ДРАМ-а

Широко усвајање меморије СЦМ (Стораге Цласс Мемори) се предвиђа већ неколико година, а 2020. би могла бити полазна тачка да се ова предвиђања коначно остваре. Иако су Интел Оптане, Тосхиба КСЛ-Фласх и Самсунг З-ССД меморијски модули већ ушли на тржиште предузећа, њихов изглед није изазвао неодољиву реакцију.

Интелов уређај комбинује карактеристике брзог, али нестабилног ДРАМ-а са споријим, али упорним НАНД складиштем. Ова комбинација има за циљ да побољша способност корисника да раде са великим скуповима података, обезбеђујући и ДРАМ брзину и НАНД капацитет. СЦМ меморија није само бржа од алтернатива заснованих на НАНД-у: она је десет пута бржа. Латенција је микросекунде, а не милисекунде.

Тржишни стручњаци напомињу да ће центри података који планирају да користе СЦМ бити ограничени чињеницом да ће ова технологија радити само на серверима који користе Интел Цасцаде Лаке процесоре. Међутим, по њиховом мишљењу, то неће бити камен спотицања да се заустави талас надоградњи постојећих дата центара како би се обезбедиле велике брзине обраде.

Из догледне стварности у далеку будућност

За већину корисника складиштење података не укључује осећај „капацитивног Армагедона“. Али размислите о томе: 3,7 милијарди људи који тренутно користе Интернет генеришу око 2,5 квинтилиона бајтова података сваког дана. Да би се испунила ова потреба, потребно је све више и више центара података.

Према статистикама, до 2025. године свет је спреман да обради 160 Зетабајта података годишње (то је више бајтова него звезда у видљивом Универзуму). Вероватно је да ћемо у будућности морати да покријемо сваки квадратни метар планете Земље центрима података, иначе корпорације једноставно неће моћи да се прилагоде тако високом расту информација. Или... мораћете да се одрекнете неких података. Међутим, постоји неколико потенцијално интересантних технологија које би могле да реше све већи проблем преоптерећења информацијама.

Структура ДНК као основа за будуће складиштење података

Не само ИТ корпорације траже нове начине складиштења и обраде информација, већ и многи научници. Глобални задатак је да се обезбеди очување информација хиљадама година. Истраживачи са ЕТХ Цириха, Швајцарска, верују да се решење мора наћи у органском систему за складиштење података који постоји у свакој живој ћелији: ДНК. И што је најважније, овај систем је „измишљен“ много пре појаве рачунара.

ДНК ланци су веома сложени, компактни и невероватно густи као носиоци информација: према научницима, 455 ексабајта података може бити забележено у граму ДНК, где је 1 ебајт еквивалентан милијарду гигабајта. Први експерименти су већ омогућили снимање 83 КБ информација у ДНК, након чега је наставник на Департману за хемију и биолошке науке, Роберт Грасс, изнео идеју да у новој деценији медицинска област треба да се уједини са ИТ структура за заједнички развој у области технологије снимања и складиштења података.

Према научницима, органски уређаји за складиштење података засновани на ДНК ланцима могу да чувају информације до милион година и да их тачно пруже на први захтев. Могуће је да ће се за неколико деценија већина диск јединица борити за управо ову прилику: могућност поузданог и пространог складиштења података на дуже време.

Швајцарци нису једини који раде на системима за складиштење заснованим на ДНК. Ово питање се поставља од 1953. године, када је Френсис Крик открио двоструку спиралу ДНК. Али у том тренутку човечанство једноставно није имало довољно знања за такве експерименте. Традиционално размишљање о складиштењу ДНК фокусирало се на синтезу нових молекула ДНК; усклађивање секвенце битова са секвенцом од четири пара база ДНК и стварање довољно молекула да представљају све бројеве које треба ускладиштити. Тако су у лето 2019. инжењери компаније КАТАЛОГ успели да забележе 16 ГБ Википедије на енглеском језику у ДНК направљену од синтетичких полимера. Проблем је што је овај процес спор и скуп, што представља значајно уско грло када је у питању складиштење података.

Не само ДНК...: молекуларни уређаји за складиштење

Истраживачи са Универзитета Браун (САД) кажу да молекул ДНК није једина опција за молекуларно складиштење података до милион година. Метаболити мале молекуларне тежине такође могу деловати као органско складиште. Када се информација упише у скуп метаболита, молекули почињу да интерагују једни са другима и производе нове електрично неутралне честице које садрже податке забележене у њима.

Иначе, истраживачи се ту нису зауставили и проширили скуп органских молекула, што је омогућило повећање густине снимљених података. Читање таквих информација могуће је хемијском анализом. Једина негативна је та што имплементација оваквог уређаја за складиштење органских материја још није могућа у пракси, ван лабораторијских услова. Ово је само развој за будућност.

5Д оптичка меморија: револуција у складиштењу података

Још једно експериментално складиште припада програмерима са Универзитета Саутемптон, Енглеска. У настојању да створе иновативни дигитални систем за складиштење који може да траје милионима година, научници су развили процес за снимање података на сићушни кварцни диск који се заснива на снимању фемтосекундних импулса. Систем за складиштење је дизајниран за архивирање и хладно складиштење великих количина података и описује се као петодимензионално складиштење.

Зашто петодимензионални? Чињеница је да су информације кодиране у неколико слојева, укључујући уобичајене три димензије. Овим димензијама се додају још две — величина и оријентација нанотачка. Капацитет података који се може снимити на такав мини-диск је до 100 петабајта, а век складиштења је 13,8 милијарди година на температурама до 190°Ц. Максимална температура загревања коју диск може да издржи је 982 °Ц. Укратко... практично је вечно!

Рад Универзитета у Саутемптону недавно је привукао пажњу Мајкрософта, чији програм за складиштење у облаку Пројецт Силица има за циљ да преиспита тренутне технологије складиштења података. Према „малим-меким“ прогнозама, до 2023. године више од 100 Зетабајта информација биће ускладиштено у облацима, тако да ће се чак и системи за складиштење великих размера суочити са потешкоћама.

За више информација о Кингстон Тецхнологи производима, посетите званичну веб страницу компаније.

Извор: ввв.хабр.цом