کئی دہائیوں سے، اسٹوریج ٹیکنالوجی میں پیش رفت کو بنیادی طور پر ذخیرہ کرنے کی صلاحیت اور ڈیٹا پڑھنے/لکھنے کی رفتار کے لحاظ سے ماپا گیا ہے۔ وقت گزرنے کے ساتھ، ان تشخیصی پیرامیٹرز کو ٹیکنالوجیز اور طریقہ کار کے ذریعے پورا کیا گیا ہے جو HDD اور SSD ڈرائیوز کو زیادہ ہوشیار، زیادہ لچکدار اور منظم کرنے میں آسان بناتے ہیں۔ ہر سال، ڈرائیو مینوفیکچررز روایتی طور پر اشارہ دیتے ہیں کہ بڑی ڈیٹا مارکیٹ بدل جائے گی، اور 2020 بھی اس سے مستثنیٰ نہیں ہے۔ آئی ٹی کے رہنما بڑی تعداد میں ڈیٹا کو ذخیرہ کرنے اور ان کا انتظام کرنے کے موثر طریقے تلاش کر رہے ہیں، اور ایک بار پھر سٹوریج کے نظام کو تبدیل کرنے کا عہد کر رہے ہیں۔ اس آرٹیکل میں، ہم نے معلومات کو ذخیرہ کرنے کے لیے جدید ترین ٹیکنالوجیز جمع کی ہیں، اور مستقبل کے اسٹوریج ڈیوائسز کے تصورات کے بارے میں بھی بات کریں گے جن کا عملی نفاذ ابھی باقی ہے۔
سافٹ ویئر ڈیفائنڈ سٹوریج نیٹ ورکس
جب بات آتی ہے آٹومیشن، لچک اور سٹوریج کی صلاحیت میں اضافے کے ساتھ ساتھ عملے کی کارکردگی میں اضافہ، زیادہ سے زیادہ انٹرپرائزز نام نہاد سافٹ ویئر سے متعین اسٹوریج نیٹ ورکس یا SDS (سافٹ ویئر ڈیفائنڈ سٹوریج) پر سوئچ کرنے پر غور کر رہے ہیں۔
SDS ٹیکنالوجی کی اہم خصوصیت ہارڈ ویئر کو سافٹ ویئر سے الگ کرنا ہے: یعنی اس کا مطلب ہے۔ . مزید برآں، روایتی نیٹ ورک سے منسلک اسٹوریج (NAS) یا اسٹوریج ایریا نیٹ ورک (SAN) سسٹم کے برعکس، SDS کو کسی بھی معیاری x86 سسٹم پر چلانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اکثر، SDS کی تعیناتی کا مقصد آپریٹنگ اخراجات (OpEx) کو بہتر بنانا ہوتا ہے جبکہ کم انتظامی کوششوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
HDD ڈرائیوز کی صلاحیت 32 TB تک بڑھ جائے گی۔
روایتی مقناطیسی ذخیرہ کرنے والے آلات بالکل بھی مردہ نہیں ہیں، لیکن صرف ایک تکنیکی بحالی کا تجربہ کر رہے ہیں۔ جدید HDD پہلے ہی صارفین کو 16 TB تک ڈیٹا سٹوریج کی پیشکش کر سکتے ہیں۔ اگلے پانچ سالوں میں یہ صلاحیت دوگنی ہو جائے گی۔ ایک ہی وقت میں، ہارڈ ڈسک ڈرائیوز سب سے زیادہ سستی رینڈم ایکسیس اسٹوریج کے طور پر جاری رہیں گی اور آنے والے کئی سالوں تک فی گیگا بائٹ ڈسک اسپیس کی قیمت میں اپنی ترجیح برقرار رکھیں گی۔
صلاحیت میں اضافہ پہلے سے معلوم ٹیکنالوجیز پر مبنی ہوگا:
- ہیلیم ڈرائیوز (ہیلیم ایروڈائنامک ڈریگ اور ٹربولنس کو کم کرتا ہے، ڈرائیو میں مزید مقناطیسی پلیٹیں لگانے کی اجازت دیتا ہے؛ گرمی کی پیداوار اور بجلی کی کھپت میں اضافہ نہیں ہوتا)؛
- تھرمو میگنیٹک ڈرائیوز (یا HAMR HDD، جس کی ظاہری شکل 2021 میں متوقع ہے اور اسے مائکروویو ڈیٹا ریکارڈنگ کے اصول پر بنایا گیا ہے، جب ڈسک کے کسی حصے کو لیزر کے ذریعے گرم کرکے دوبارہ میگنیٹائز کیا جاتا ہے)؛
- ٹائل شدہ ریکارڈنگ پر مبنی HDD (یا SMR ڈرائیوز، جہاں ڈیٹا ٹریک ایک دوسرے کے اوپر، ٹائلڈ فارمیٹ میں رکھے جاتے ہیں؛ یہ معلومات کی ریکارڈنگ کی اعلی کثافت کو یقینی بناتا ہے)۔
ہیلیم ڈرائیوز خاص طور پر کلاؤڈ ڈیٹا سینٹرز میں مانگ میں ہیں، اور SMR HDDs بڑے آرکائیوز اور ڈیٹا لائبریریوں کو ذخیرہ کرنے، ڈیٹا تک رسائی اور اپ ڈیٹ کرنے کے لیے بہترین ہیں جس کی اکثر ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ وہ بیک اپ بنانے کے لیے بھی مثالی ہیں۔
NVMe ڈرائیوز اور بھی تیز ہو جائیں گی۔
پہلی SSD ڈرائیوز کو SATA یا SAS انٹرفیس کے ذریعے مدر بورڈز سے منسلک کیا گیا تھا، لیکن یہ انٹرفیس 10 سال سے زیادہ پہلے مقناطیسی HDD ڈرائیوز کے لیے تیار کیے گئے تھے۔ جدید NVMe پروٹوکول ایک بہت زیادہ طاقتور مواصلاتی پروٹوکول ہے جو ان سسٹمز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جو ڈیٹا پروسیسنگ کی تیز رفتار فراہم کرتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، 2019-2020 کے موڑ پر ہم NVMe SSDs کی قیمتوں میں شدید کمی دیکھ رہے ہیں، جو صارفین کے کسی بھی طبقے کے لیے دستیاب ہو رہی ہیں۔ کارپوریٹ طبقہ میں، NVMe سلوشنز کو خاص طور پر ان اداروں کے ذریعہ اہمیت دی جاتی ہے جنہیں حقیقی وقت میں بڑے ڈیٹا کا تجزیہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔
کنگسٹن اور سام سنگ جیسی کمپنیاں پہلے ہی دکھا چکی ہیں کہ انٹرپرائز صارفین 2020 میں کیا توقع کر سکتے ہیں: ہم سب ڈیٹا سینٹر میں ڈیٹا پراسیسنگ کی مزید رفتار شامل کرنے کے لیے PCIe 4.0- فعال NVMe SSDs کا انتظار کر رہے ہیں۔ نئی مصنوعات کی اعلان کردہ کارکردگی 4,8 GB/s ہے، اور یہ حد سے بہت دور ہے۔ اگلی نسلیں۔ 7 GB/s کا تھرو پٹ فراہم کرنے کے قابل ہو گا۔
NVMe-oF (یا NVMe over Fabrics) تصریح کے ساتھ، تنظیمیں کم سے کم تاخیر کے ساتھ اعلی کارکردگی والے اسٹوریج نیٹ ورکس بنانے کے قابل ہوں گی جو DAS (یا براہ راست منسلک اسٹوریج) ڈیٹا سینٹرز کے ساتھ سخت مقابلہ کریں گی۔ ایک ہی وقت میں، NVMe-oF کا استعمال کرتے ہوئے، I/O آپریشنز کو زیادہ مؤثر طریقے سے پروسیس کیا جاتا ہے، جب کہ تاخیر DAS سسٹمز سے موازنہ کی جاتی ہے۔ تجزیہ کاروں نے پیش گوئی کی ہے کہ 2020 میں NVMe-oF پروٹوکول پر چلنے والے نظاموں کی تعیناتی میں تیزی آئے گی۔
کیا QLC میموری آخر کار کام کرے گی؟
کواڈ لیول سیل (QLC) NAND فلیش میموری بھی مارکیٹ میں بڑھتی ہوئی مقبولیت دیکھے گی۔ QLC کو 2019 میں متعارف کرایا گیا تھا اور اس وجہ سے مارکیٹ میں اسے کم سے کم اپنایا گیا ہے۔ یہ 2020 میں تبدیل ہو جائے گا، خاص طور پر ان کمپنیوں میں جنہوں نے QLC کے موروثی چیلنجوں پر قابو پانے کے لیے LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) ٹیکنالوجی کو اپنایا ہے۔
تجزیہ کاروں کی پیشین گوئیوں کے مطابق، QLC سیلز پر مبنی SSD ڈرائیوز کی فروخت میں 10% اضافہ ہو گا، جبکہ TLC سلوشنز مارکیٹ کے 85% حصے پر "قبضہ" کر لیں گے۔ کوئی جو بھی کہے، QLC SSD ابھی بھی TLC SSD کے مقابلے کارکردگی میں بہت پیچھے ہے اور اگلے پانچ سالوں میں ڈیٹا سینٹرز کی بنیاد نہیں بنے گا۔
ایک ہی وقت میں، NAND فلیش میموری کی قیمت 2020 میں بڑھنے کی توقع ہے، اس لیے SSD کنٹرولر فروش فیسن، مثال کے طور پر، شرط لگا رہا ہے کہ بڑھتی ہوئی قیمتیں آخر کار صارف SSD مارکیٹ کو 4-bit فلیش-QLC NAND میموری کی طرف دھکیل دیں گی۔ ویسے، انٹیل 144 پرتوں والے QLC سلوشنز (96 پرتوں کی مصنوعات کے بجائے) شروع کرنے کا ارادہ رکھتا ہے۔ ٹھیک ہے... ایسا لگتا ہے کہ ہم HDDs کو مزید پسماندگی کی طرف لے جا رہے ہیں۔
SCM میموری: رفتار DRAM کے قریب
SCM (اسٹوریج کلاس میموری) میموری کو وسیع پیمانے پر اپنانے کی پیشین گوئی کئی سالوں سے کی جا رہی ہے، اور 2020 ان پیشین گوئیوں کے آخرکار سچ ہونے کا نقطہ آغاز ہو سکتا ہے۔ جبکہ Intel Optane، Toshiba XL-Flash اور Samsung Z-SSD میموری ماڈیولز پہلے ہی انٹرپرائز مارکیٹ میں داخل ہو چکے ہیں، لیکن ان کی ظاہری شکل پر کوئی زبردست ردعمل نہیں ہوا ہے۔
انٹیل کا آلہ تیز لیکن غیر مستحکم DRAM کی خصوصیات کو سست لیکن مستقل NAND اسٹوریج کے ساتھ جوڑتا ہے۔ اس امتزاج کا مقصد صارفین کی بڑے ڈیٹا سیٹس کے ساتھ کام کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنانا ہے، جو DRAM کی رفتار اور NAND کی صلاحیت دونوں فراہم کرتا ہے۔ SCM میموری صرف NAND پر مبنی متبادل سے تیز نہیں ہے: یہ دس گنا تیز ہے۔ تاخیر مائیکرو سیکنڈز ہے، ملی سیکنڈز نہیں۔
مارکیٹ ماہرین نوٹ کرتے ہیں کہ SCM استعمال کرنے کی منصوبہ بندی کرنے والے ڈیٹا سینٹرز اس حقیقت سے محدود ہوں گے کہ یہ ٹیکنالوجی صرف Intel Cascade Lake پروسیسر استعمال کرنے والے سرورز پر کام کرے گی۔ تاہم، ان کی رائے میں، اعلی پروسیسنگ کی رفتار فراہم کرنے کے لیے موجودہ ڈیٹا سینٹرز میں اپ گریڈ کی لہر کو روکنے کے لیے یہ کوئی رکاوٹ نہیں ہوگی۔
قریب کی حقیقت سے مستقبل بعید تک
زیادہ تر صارفین کے لیے، ڈیٹا اسٹوریج میں "کیپسیٹیو آرماجیڈن" کا احساس شامل نہیں ہوتا ہے۔ لیکن اس کے بارے میں سوچیں: 3,7 بلین لوگ جو فی الحال انٹرنیٹ استعمال کرتے ہیں ہر روز تقریباً 2,5 کوئنٹلین بائٹس ڈیٹا تیار کرتے ہیں۔ اس ضرورت کو پورا کرنے کے لیے زیادہ سے زیادہ ڈیٹا سینٹرز کی ضرورت ہے۔
اعداد و شمار کے مطابق، 2025 تک دنیا ہر سال 160 زیٹا بائٹس ڈیٹا پر کارروائی کرنے کے لیے تیار ہے (جو کہ قابل مشاہدہ کائنات میں ستاروں سے زیادہ بائٹس ہے)۔ امکان ہے کہ مستقبل میں ہمیں کرہ ارض کے ہر مربع میٹر کو ڈیٹا سینٹرز سے ڈھانپنا پڑے گا، ورنہ کارپوریشنز معلومات میں اتنی زیادہ ترقی کے لیے آسانی سے موافقت نہیں کر پائیں گی۔ یا... آپ کو کچھ ڈیٹا ترک کرنا پڑے گا۔ تاہم، کئی ممکنہ طور پر دلچسپ ٹیکنالوجیز ہیں جو معلومات کے زیادہ بوجھ کے بڑھتے ہوئے مسئلے کو حل کرسکتی ہیں۔
ڈی این اے کا ڈھانچہ مستقبل کے ڈیٹا اسٹوریج کی بنیاد کے طور پر
نہ صرف IT کارپوریشنز معلومات کو ذخیرہ کرنے اور اس پر کارروائی کرنے کے نئے طریقے تلاش کر رہی ہیں بلکہ بہت سے سائنسدان بھی۔ عالمی کام ہزاروں سالوں تک معلومات کے تحفظ کو یقینی بنانا ہے۔ ETH زیورخ، سوئٹزرلینڈ کے محققین کا خیال ہے کہ اس کا حل ایک نامیاتی ڈیٹا سٹوریج سسٹم میں پایا جانا چاہیے جو ہر زندہ خلیے میں موجود ہے: DNA۔ اور سب سے اہم بات یہ ہے کہ یہ نظام کمپیوٹر کی آمد سے بہت پہلے "ایجاد" ہوا تھا۔
ڈی این اے اسٹرینڈز بہت پیچیدہ، کمپیکٹ اور ناقابل یقین حد تک گھنے ہیں جیسا کہ انفارمیشن کیریئرز: سائنسدانوں کے مطابق، ڈی این اے کے ایک گرام میں 455 Exabytes ڈیٹا ریکارڈ کیا جا سکتا ہے، جہاں 1 Ebyte ایک بلین گیگا بائٹس کے برابر ہے۔ پہلے تجربات سے پہلے ہی ڈی این اے میں 83 KB معلومات کو ریکارڈ کرنا ممکن ہو گیا تھا، جس کے بعد شعبہ کیمسٹری اور بائیولوجیکل سائنسز کے ایک استاد رابرٹ گراس نے خیال ظاہر کیا کہ نئی دہائی میں طبی شعبے کو مزید قریب سے متحد ہونے کی ضرورت ہے۔ ریکارڈنگ ٹیکنالوجیز اور ڈیٹا اسٹوریج کے میدان میں مشترکہ ترقی کے لیے آئی ٹی ڈھانچہ۔
سائنسدانوں کے مطابق ڈی این اے چینز پر مبنی آرگینک ڈیٹا سٹوریج ڈیوائسز ایک ملین سال تک معلومات کو محفوظ کر سکتی ہیں اور پہلی درخواست پر اسے درست طریقے سے فراہم کر سکتی ہیں۔ یہ ممکن ہے کہ چند دہائیوں میں، زیادہ تر ڈرائیوز اس موقع کے لیے جدوجہد کریں گی: قابل اعتماد اور قابلیت کے ساتھ ڈیٹا کو طویل عرصے تک ذخیرہ کرنے کی صلاحیت۔
ڈی این اے پر مبنی اسٹوریج سسٹمز پر کام کرنے والے صرف سوئس ہی نہیں ہیں۔ یہ سوال 1953 سے اٹھایا جا رہا ہے، جب فرانسس کرک نے ڈی این اے کے ڈبل ہیلکس کو دریافت کیا تھا۔ لیکن اس وقت، انسانیت کے پاس اس طرح کے تجربات کے لیے کافی علم نہیں تھا۔ ڈی این اے اسٹوریج میں روایتی سوچ نے نئے ڈی این اے مالیکیولز کی ترکیب پر توجہ مرکوز کی ہے۔ بٹس کی ترتیب کو چار DNA بیس جوڑوں کی ترتیب سے ملانا اور ان تمام نمبروں کی نمائندگی کرنے کے لیے کافی مالیکیول بنانا جن کو ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہے۔ اس طرح، 2019 کے موسم گرما میں، CATALOG کمپنی کے انجینئر مصنوعی پولیمر سے بنائے گئے DNA میں انگریزی زبان کے 16 GB ویکیپیڈیا کو ریکارڈ کرنے میں کامیاب ہوئے۔ مسئلہ یہ ہے کہ یہ عمل سست اور مہنگا ہے، جو ڈیٹا ذخیرہ کرنے کی صورت میں ایک اہم رکاوٹ ہے۔
اکیلے ڈی این اے نہیں...: مالیکیولر اسٹوریج ڈیوائسز
براؤن یونیورسٹی (امریکہ) کے محققین کا کہنا ہے کہ ڈی این اے مالیکیول ایک ملین سال تک ڈیٹا کے مالیکیولر اسٹوریج کا واحد آپشن نہیں ہے۔ کم سالماتی وزن کے میٹابولائٹس نامیاتی ذخیرہ کے طور پر بھی کام کر سکتے ہیں۔ جب معلومات میٹابولائٹس کے ایک سیٹ پر لکھی جاتی ہیں، تو مالیکیول ایک دوسرے کے ساتھ تعامل شروع کرتے ہیں اور نئے برقی طور پر غیر جانبدار ذرات پیدا کرتے ہیں جو ان میں ریکارڈ شدہ ڈیٹا پر مشتمل ہوتے ہیں۔
ویسے، محققین وہیں نہیں رکے اور نامیاتی مالیکیولز کے سیٹ کو بڑھا دیا، جس سے ریکارڈ شدہ ڈیٹا کی کثافت میں اضافہ ممکن ہوا۔ ایسی معلومات کو پڑھنا کیمیائی تجزیہ کے ذریعے ممکن ہے۔ صرف منفی بات یہ ہے کہ اس طرح کے نامیاتی اسٹوریج ڈیوائس کا نفاذ ابھی تک عملی طور پر، لیبارٹری کے حالات سے باہر ممکن نہیں ہے۔ یہ صرف مستقبل کی ترقی ہے۔
5D آپٹیکل میموری: ڈیٹا اسٹوریج میں ایک انقلاب
ایک اور تجرباتی ذخیرہ انگلینڈ کی یونیورسٹی آف ساؤتھمپٹن کے ڈویلپرز کا ہے۔ ایک جدید ڈیجیٹل اسٹوریج سسٹم بنانے کی کوشش میں جو لاکھوں سالوں تک چل سکتا ہے، سائنسدانوں نے ایک چھوٹی کوارٹج ڈسک پر ڈیٹا ریکارڈ کرنے کا عمل تیار کیا ہے جو فیمٹوسیکنڈ پلس ریکارڈنگ پر مبنی ہے۔ سٹوریج سسٹم کو ڈیٹا کی بڑی مقدار کو محفوظ کرنے اور کولڈ اسٹوریج کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے اور اسے پانچ جہتی اسٹوریج کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔
کیوں پانچ جہتی؟ حقیقت یہ ہے کہ معلومات کو کئی تہوں میں انکوڈ کیا جاتا ہے، بشمول معمول کے تین جہت۔ ان طول و عرض میں دو مزید شامل کیے گئے ہیں—سائز اور نانوڈوٹ واقفیت۔ اس طرح کی منی ڈرائیو پر ریکارڈ کیے جانے والے ڈیٹا کی گنجائش 100 پیٹا بائٹس تک ہے، اور 13,8 ° C تک درجہ حرارت پر 190 بلین سال اسٹوریج کی زندگی ہے۔ زیادہ سے زیادہ حرارتی درجہ حرارت جسے ڈسک برداشت کر سکتی ہے 982 ° C ہے۔ مختصر میں... یہ عملی طور پر ابدی ہے!
ساؤتھمپٹن یونیورسٹی کے کام نے حال ہی میں مائیکروسافٹ کی توجہ مبذول کرائی ہے، جس کے کلاؤڈ اسٹوریج پروگرام پروجیکٹ سلیکا کا مقصد موجودہ اسٹوریج ٹیکنالوجیز پر دوبارہ غور کرنا ہے۔ "چھوٹے نرم" پیشین گوئیوں کے مطابق، 2023 تک 100 زیٹا بائٹس سے زیادہ معلومات بادلوں میں محفوظ ہو جائیں گی، اس لیے بڑے پیمانے پر اسٹوریج سسٹم کو بھی مشکلات کا سامنا کرنا پڑے گا۔
کنگسٹن ٹیکنالوجی کی مصنوعات کے بارے میں مزید معلومات کے لیے، براہ کرم کمپنی کی آفیشل ویب سائٹ دیکھیں۔
ماخذ: www.habr.com