Bir necha o'n yillar davomida saqlash texnologiyasidagi taraqqiyot birinchi navbatda saqlash hajmi va ma'lumotlarni o'qish / yozish tezligi nuqtai nazaridan o'lchandi. Vaqt o'tishi bilan ushbu baholash parametrlari HDD va SSD drayverlarini yanada oqilona, moslashuvchan va boshqarishni osonlashtiradigan texnologiyalar va metodologiyalar bilan to'ldirildi. Har yili disk ishlab chiqaruvchilari an'anaviy ravishda katta ma'lumotlar bozori o'zgarishiga ishora qiladilar va 2020 yil ham bundan mustasno emas. IT yetakchilari katta hajmdagi maʼlumotlarni saqlash va boshqarishning samarali usullarini tobora koʻproq izlamoqda va yana saqlash tizimlarining yoʻnalishini oʻzgartirishga vaʼda bermoqda. Ushbu maqolada biz ma'lumotni saqlashning eng ilg'or texnologiyalarini to'pladik, shuningdek, jismoniy amalga oshirilishini topa olmagan futuristik saqlash qurilmalari tushunchalari haqida gapiramiz.
Dasturiy ta'minot bilan belgilangan saqlash tarmoqlari
Avtomatlashtirish, moslashuvchanlik va saqlash hajmini oshirish va xodimlar samaradorligini oshirish haqida gap ketganda, tobora ko'proq korxonalar dasturiy ta'minot bilan aniqlangan saqlash tarmoqlari yoki SDS (Software-Defined Storage) ga o'tishni ko'rib chiqmoqda.
SDS texnologiyasining asosiy xususiyati apparatni dasturiy ta'minotdan ajratishdir: ya'ni, bu degani . Bundan tashqari, an'anaviy tarmoqqa biriktirilgan saqlash (NAS) yoki saqlash sohasi tarmog'i (SAN) tizimlaridan farqli o'laroq, SDS har qanday standart x86 tizimida ishlash uchun mo'ljallangan. Ko'pincha, SDSni qo'llashdan maqsad kamroq ma'muriy harakatlarni talab qilgan holda operatsion xarajatlarni (OpEx) yaxshilashdir.
HDD drayvlar sig'imi 32 TB gacha oshadi
An'anaviy magnit saqlash qurilmalari umuman o'lik emas, balki faqat texnologik uyg'onishni boshdan kechirmoqda. Zamonaviy HDDlar allaqachon foydalanuvchilarga 16 TB gacha ma'lumotlarni saqlashni taklif qilishi mumkin. Keyingi besh yil ichida bu quvvat ikki barobar ortadi. Shu bilan birga, qattiq disklar eng qulay tasodifiy kirish xotirasi bo'lib qoladi va ko'p yillar davomida har bir gigabayt disk maydoni narxi bo'yicha o'zining ustuvorligini saqlab qoladi.
Imkoniyatlarni oshirish allaqachon ma'lum bo'lgan texnologiyalarga asoslanadi:
- Geliyli drayvlar (geliy aerodinamik qarshilik va turbulentlikni pasaytiradi, haydovchiga ko'proq magnit plitalar o'rnatilishiga imkon beradi; issiqlik ishlab chiqarish va quvvat iste'moli oshmaydi);
- Termomagnit drayvlar (yoki HAMR HDD, uning paydo bo'lishi 2021 yilda kutilmoqda va diskning bir qismi lazer bilan qizdirilganda va qayta magnitlanganda mikroto'lqinli ma'lumotlarni yozib olish printsipi asosida qurilgan);
- Plitkali yozuvga asoslangan HDD (yoki ma'lumotlar treklari bir-birining ustiga, plitkali formatda joylashtirilgan SMR drayvlar; bu ma'lumotlarni yozib olishning yuqori zichligini ta'minlaydi).
Geliy drayvlari, ayniqsa, bulutli ma'lumotlar markazlarida talabga ega va SMR HDDlari katta arxivlar va ma'lumotlar kutubxonalarini saqlash, tez-tez talab qilinmaydigan ma'lumotlarga kirish va yangilash uchun maqbuldir. Ular zaxira nusxalarini yaratish uchun ham ideal.
NVMe drayverlari yanada tezroq bo'ladi
Birinchi SSD drayvlar SATA yoki SAS interfeysi orqali anakartlarga ulangan, ammo bu interfeyslar magnit HDD disklari uchun 10 yildan ko'proq vaqt oldin ishlab chiqilgan. Zamonaviy NVMe protokoli ma'lumotlarni qayta ishlashning yuqori tezligini ta'minlaydigan tizimlar uchun mo'ljallangan ancha kuchli aloqa protokolidir. Natijada, 2019-2020 yillar oxirida biz har qanday toifadagi foydalanuvchilar uchun mavjud bo'lgan NVMe SSD-lar narxining jiddiy pasayishini ko'ramiz. Korporativ segmentda NVMe yechimlari real vaqtda katta ma'lumotlarni tahlil qilishi kerak bo'lgan korxonalar tomonidan ayniqsa qadrlanadi.
Kingston va Samsung kabi kompaniyalar 2020-yilda korporativ foydalanuvchilarni nima kutishlari mumkinligini allaqachon ko‘rsatib berishgan: biz hammamiz PCIe 4.0-ga asoslangan NVMe SSD-larni ma’lumotlar markaziga ma’lumotlarni qayta ishlash tezligini yanada oshirishini kutmoqdamiz. Yangi mahsulotlarning e'lon qilingan ishlashi 4,8 GB / s ni tashkil qiladi va bu chegaradan uzoqdir. Keyingi avlodlar 7 GB/s o‘tkazish qobiliyatini ta’minlay oladi.
NVMe-oF (yoki NVMe ustidan matolar) spetsifikatsiyasi bilan birgalikda tashkilotlar DAS (yoki to'g'ridan-to'g'ri biriktirilgan saqlash) ma'lumotlar markazlari bilan kuchli raqobatlashadigan minimal kechikish bilan yuqori samarali saqlash tarmoqlarini yaratishi mumkin. Shu bilan birga, NVMe-oF dan foydalangan holda, kiritish-chiqarish operatsiyalari samaraliroq qayta ishlanadi, kechikish esa DAS tizimlari bilan taqqoslanadi. Tahlilchilar 2020-yilda NVMe-oF protokoli bo‘yicha ishlovchi tizimlarni joylashtirish tezlashishini taxmin qilmoqda.
QLC xotira nihoyat ishlaydi?
Quad Level Cell (QLC) NAND flesh-xotirasi ham bozorda tobora ommalashib bormoqda. QLC 2019 yilda taqdim etilgan va shuning uchun bozorda minimal qabul qilingan. Bu 2020 yilda o'zgaradi, ayniqsa QLCning o'ziga xos qiyinchiliklarini engish uchun LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) texnologiyasini qo'llagan kompaniyalar orasida.
Tahlilchilarning prognozlariga ko'ra, QLC xujayralari asosidagi SSD drayvlar sotuvining o'sishi 10% ga oshadi, TLC yechimlari esa bozorning 85% "zabt etadi". Nima bo'lishidan qat'iy nazar, QLC SSD hali ham TLC SSD bilan solishtirganda unumdorlik bo'yicha ancha orqada va keyingi besh yil ichida ma'lumotlar markazlari uchun asos bo'lmaydi.
Shu bilan birga, NAND flesh-xotirasining narxi 2020 yilda oshishi kutilmoqda, shuning uchun, masalan, SSD kontroller sotuvchisi Phison, narxlarning ko'tarilishi oxir-oqibat iste'molchi SSD bozorini 4-bitli flesh-QLC NAND xotirasiga olib kelishiga umid qilmoqda. Aytgancha, Intel 144 qatlamli QLC yechimlarini (96 qatlamli mahsulotlar o'rniga) ishga tushirishni rejalashtirmoqda. Xo'sh, biz HDDlarni yanada marginallashtirishga ketayotganga o'xshaymiz.
SCM xotirasi: DRAMga yaqin tezlik
SCM (Storage Class Memory) xotirasining keng tarqalishi bir necha yillardan beri bashorat qilingan va 2020 yil bu bashoratlar nihoyat amalga oshishi uchun boshlang'ich nuqta bo'lishi mumkin. Intel Optane, Toshiba XL-Flash va Samsung Z-SSD xotira modullari allaqachon korporativ bozorga kirgan bo'lsa-da, ularning tashqi ko'rinishi katta reaktsiyaga sabab bo'lmadi.
Intel qurilmasi tez, ammo beqaror DRAM xususiyatlarini sekinroq, ammo doimiy NAND xotirasi bilan birlashtiradi. Bu kombinatsiya foydalanuvchilarning DRAM tezligi va NAND sig'imini ta'minlab, katta ma'lumotlar to'plamlari bilan ishlash qobiliyatini yaxshilashga qaratilgan. SCM xotirasi NAND-ga asoslangan muqobillardan tezroq emas: u o'n barobar tezroq. Kechikish vaqti millisekundlar emas, mikrosekundlardir.
Bozor ekspertlarining ta'kidlashicha, SCM-dan foydalanishni rejalashtirayotgan ma'lumotlar markazlari ushbu texnologiya faqat Intel Cascade Lake protsessorlaridan foydalanadigan serverlarda ishlashi bilan cheklanadi. Biroq, ularning fikriga ko'ra, bu yuqori ishlov berish tezligini ta'minlash uchun mavjud ma'lumotlar markazlarini yangilash to'lqinini to'xtatish uchun to'siq bo'lmaydi.
Ko'rinib turgan haqiqatdan uzoq kelajakka
Aksariyat foydalanuvchilar uchun ma'lumotlarni saqlash "sig'imli Armageddon" hissini o'z ichiga olmaydi. Ammo bir o‘ylab ko‘ring: hozirda internetdan foydalanayotgan 3,7 milliard odam har kuni taxminan 2,5 kvintillion bayt ma’lumot ishlab chiqaradi. Ushbu ehtiyojni qondirish uchun tobora ko'proq ma'lumotlar markazlariga ehtiyoj bor.
Statistik ma'lumotlarga ko'ra, 2025 yilga kelib dunyo yiliga 160 Zetabyte ma'lumotni qayta ishlashga tayyor (bu kuzatilishi mumkin bo'lgan koinotdagi yulduzlardan ko'ra ko'proq bayt). Kelajakda biz Yer sayyorasining har kvadrat metrini ma'lumotlar markazlari bilan qoplashimiz kerak, aks holda korporatsiyalar ma'lumotlarning bunday yuqori o'sishiga moslasha olmaydi. Yoki... siz ba'zi ma'lumotlardan voz kechishingiz kerak bo'ladi. Biroq, ortib borayotgan axborotni haddan tashqari yuklash muammosini hal qiladigan bir nechta potentsial qiziqarli texnologiyalar mavjud.
DNK tuzilishi kelajakdagi ma'lumotlarni saqlash uchun asos sifatida
Nafaqat IT korporatsiyalari axborotni saqlash va qayta ishlashning yangi usullarini, balki ko‘plab olimlarni ham izlamoqda. Global vazifa - axborotning ming yillar davomida saqlanishini ta'minlash. ETH Zurich, Shveytsariya tadqiqotchilari, yechim har bir tirik hujayrada mavjud bo'lgan organik ma'lumotlarni saqlash tizimida topilishi kerak, deb hisoblashadi: DNK. Va eng muhimi, bu tizim kompyuter paydo bo'lishidan ancha oldin "ixtiro qilingan".
DNK zanjirlari axborot tashuvchisi sifatida juda murakkab, ixcham va nihoyatda zich: olimlarning fikriga ko'ra, bir gramm DNKda 455 Ekzabayt ma'lumot yozilishi mumkin, bunda 1 Ebayt milliard gigabaytga teng. Birinchi tajribalar DNKda 83 KB ma'lumotni yozib olish imkonini berdi, shundan so'ng kimyo va biologiya fanlari kafedrasi o'qituvchisi Robert Grass yangi o'n yillikda tibbiyot sohasi bilan yanada yaqinroq birlashishi kerak degan fikrni bildirdi. yozish texnologiyalari va ma'lumotlarni saqlash sohasida qo'shma ishlanmalar uchun IT tuzilmasi.
Olimlarning fikriga ko'ra, DNK zanjirlariga asoslangan organik ma'lumotlarni saqlash qurilmalari ma'lumotni million yilgacha saqlashi va birinchi so'rov bo'yicha aniq ta'minlashi mumkin. Ehtimol, bir necha o'n yillar ichida ko'pchilik drayvlar aynan shu imkoniyat uchun kurashadi: ma'lumotlarni uzoq vaqt davomida ishonchli va sig'imli saqlash qobiliyati.
Shveytsariyaliklar DNKga asoslangan saqlash tizimlarida ishlaydigan yagona odamlar emas. Bu savol 1953 yilda Frensis Krik DNKning qo'sh spiralini kashf qilganidan beri ko'tariladi. Ammo o'sha paytda insoniyat bunday tajribalar uchun etarli bilimga ega emas edi. DNKni saqlashda an'anaviy fikrlash yangi DNK molekulalarini sintez qilishga qaratilgan; bitlar ketma-ketligini to'rtta DNK tayanch juftligi ketma-ketligiga moslashtirish va saqlanishi kerak bo'lgan barcha raqamlarni ifodalash uchun etarli molekulalarni yaratish. Shunday qilib, 2019 yilning yozida CATALOG kompaniyasi muhandislari 16 Gb ingliz tilidagi Vikipediyani sintetik polimerlardan yaratilgan DNKga yozib olishga muvaffaq bo'lishdi. Muammo shundaki, bu jarayon sekin va qimmat, bu ma'lumotlarni saqlashga kelganda sezilarli qiyinchilik tug'diradi.
Faqat DNK emas...: molekulyar saqlash qurilmalari
Braun universiteti (AQSh) tadqiqotchilarining ta'kidlashicha, DNK molekulasi ma'lumotlarni bir million yilgacha molekulyar saqlash uchun yagona imkoniyat emas. Past molekulyar og'irlikdagi metabolitlar ham organik saqlash vazifasini bajarishi mumkin. Ma'lumot metabolitlar to'plamiga yozilganda, molekulalar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qila boshlaydi va ularda qayd etilgan ma'lumotlarni o'z ichiga olgan yangi elektr neytral zarrachalarni hosil qiladi.
Aytgancha, tadqiqotchilar bu bilan to'xtab qolishmadi va organik molekulalar to'plamini kengaytirdilar, bu esa qayd etilgan ma'lumotlarning zichligini oshirish imkonini berdi. Bunday ma'lumotlarni o'qish kimyoviy tahlil orqali mumkin. Yagona salbiy narsa shundaki, bunday organik saqlash qurilmasini amalga oshirish hali amaliyotda, laboratoriya sharoitidan tashqarida mumkin emas. Bu faqat kelajak uchun rivojlanish.
5D optik xotira: ma'lumotlarni saqlashda inqilob
Yana bir eksperimental ombor Angliyaning Sautgempton universiteti dasturchilariga tegishli. Millionlab yillar davom etishi mumkin bo'lgan innovatsion raqamli saqlash tizimini yaratish maqsadida olimlar femtosekund impulslarini qayd etishga asoslangan mitti kvarts diskida ma'lumotlarni yozib olish jarayonini ishlab chiqdilar. Saqlash tizimi katta hajmdagi ma'lumotlarni arxivlash va sovuq saqlash uchun mo'ljallangan va besh o'lchovli saqlash sifatida tavsiflanadi.
Nima uchun besh o'lchovli? Gap shundaki, ma'lumotlar bir necha qatlamlarda, shu jumladan odatiy uch o'lchovda kodlangan. Ushbu o'lchamlarga yana ikkitasi qo'shiladi - o'lcham va nanodot orientatsiyasi. Bunday mini-diskda qayd etilishi mumkin bo'lgan ma'lumotlar sig'imi 100 Petabaytgacha, saqlash muddati esa 13,8 ° S gacha bo'lgan haroratda 190 milliard yilni tashkil qiladi. Disk bardosh bera oladigan maksimal isitish harorati 982 °C. Qisqasi ... bu amalda abadiydir!
Sautgempton universitetining ishi yaqinda Microsoft kompaniyasining e'tiborini tortdi, uning bulutli saqlash dasturi Project Silica joriy saqlash texnologiyalarini qayta ko'rib chiqishga qaratilgan. "Kichik-yumshoq" prognozlarga ko'ra, 2023 yilga kelib bulutlarda 100 zetabaytdan ortiq ma'lumot saqlanadi, shuning uchun hatto katta hajmdagi saqlash tizimlari ham qiyinchiliklarga duch keladi.
Kingston Technology mahsulotlari haqida ko'proq ma'lumot olish uchun kompaniyaning rasmiy veb-saytiga tashrif buyuring.
Manba: www.habr.com