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技術前瞻:未來冷存儲技術解決方案

時間:2014-06-21 18:00 作者: 來源:
  盡管Facebook在1月份召開的敞開核算項目(mu)峰會(OpenComputeProjectSummit)上展現了(le)一個運用1萬塊藍光(guang)(guang)光(guang)(guang)盤(pan)來貯存1百(bai)萬GB數據的藍光(guang)(guang)冷(leng)存儲(chu)體系樣品,也仍然改動(dong)不(bu)了(le)藍光(guang)(guang)光(guang)(guang)盤(pan)并非冷(leng)存儲(chu)將來發展方向的結(jie)論(lun)。Facebook需求冷(leng)存儲(chu)解決計劃來(lai)備份用(yong)戶(hu)的視頻和(he)相片,那(nei)些數據的數量無窮,同時(shi)也是適當寶貴的,由于用(yong)戶(hu)們今后可(ke)以需(xu)求再(zai)次(ci)訪問它們。

Facebook的(de)(de)藍光(guang)體系產生了(le)一些令(ling)人難忘的(de)(de)數據:Facebook在峰(feng)會上表明,它(ta)的(de)(de)光(guang)盤(pan)體系報價只(zhi)需它(ta)當前正在運用的(de)(de)磁盤(pan)冷存(cun)儲解決(jue)計劃的(de)(de)一半,可是能效卻是后(hou)者的(de)(de)5倍。

可是藍(lan)光會是存(cun)(cun)儲(chu)技能將來的(de)(de)發展方(fang)向嗎(ma)?EnterpriseStrategyGroup的(de)(de)高檔分(fen)析(xi)師馬(ma)克彼得斯(MarkPeters)以(yi)為(wei)(wei),簡直(zhi)現已可以(yi)必定它不(bu)會是存(cun)(cun)儲(chu)技能將來的(de)(de)發展方(fang)向。他(ta)說:“Facebook如今(jin)所做的(de)(de)工作其實是在給存(cun)(cun)儲(chu)廠商出(chu)難題。我(wo)以(yi)為(wei)(wei)他(ta)們想(xiang)要傳達的(de)(de)思(si)維其實是他(ta)們需求一(yi)種賤賣而牢靠的(de)(de)存(cun)(cun)儲(chu)計劃。”

Facebook以其藍光體系為規范,它是想(xiang)通知廠商(shang)們(men)繼續(xu)盡力并終究開發出(chu)一種報價更(geng)(geng)低價、功能更(geng)(geng)牢靠、能效(xiao)更(geng)(geng)高、占地面積更(geng)(geng)小的存儲(chu)解決(jue)計劃。

那(nei)(nei)么(me)還(huan)有那(nei)(nei)些可選(xuan)的(de)計劃(hua)呢?商場(chang)研討(tao)公司的(de)高檔分析師亨利鮑(bao)爾陶扎爾(HenryBaltazar)稱,其實(shi)可以性并(bing)(bing)不少,每一種解決計劃(hua)都可以是某種特定運用環境下的(de)最好解決計劃(hua)。那(nei)(nei)是由于并(bing)(bing)非一切(qie)的(de)冷存(cun)儲(chu)需(xu)求(qiu)都是相同的(de),你或(huo)許(xu)(xu)需(xu)求(qiu)貯存(cun)很(hen)大的(de)文件(jian),或(huo)許(xu)(xu)需(xu)求(qiu)可以疾(ji)速存(cun)取冷存(cun)儲(chu)文件(jian),或(huo)許(xu)(xu)你可以承受存(cun)取文件(jian)時等候一段時刻。

Facebook說到,它今后可(ke)以會運用(yong)的(de)一(yi)(yi)種冷存儲前言是閃(shan)存。表面上來說,這(zhe)聽起(qi)來有些奇怪(guai),由(you)于(yu)閃(shan)存的(de)報價很昂貴,一(yi)(yi)般(ban)被用(yong)于(yu)熱存儲。例如(ru),閃(shan)存可(ke)以被用(yong)于(yu)需求頻頻且疾速存取數據的(de)數據池。

可是閃(shan)存(cun)的(de)報(bao)價(jia)與其牢靠(kao)性和(he)無(wu)損性是掛鉤的(de),因而從理論上來說它的(de)報(bao)價(jia)可以(yi)比那些只(zhi)能寫入一兩次(ci)(ci)數據的(de)賤賣殘次(ci)(ci)存(cun)儲(chu)前言(yan)更賤賣。要(yao)不(bu)是它可以(yi)十分適用于(yu)冷存(cun)儲(chu),在正常狀況(kuang)下閃(shan)存(cun)可以(yi)徹底不(bu)會被用到。

這里有(you)兩個潛在的疑問(wen)。如今(jin),這種賤賣的固態存儲商品并(bing)不存在,盡管今(jin)后這種狀況可以會發生(sheng)變(bian)化,可是如今(jin)并(bing)不存在這樣(yang)的商品。

另一(yi)個疑(yi)問是,它的報價可(ke)以仍會比(bi)其他的存儲前言比(bi)方磁(ci)帶(dai)和光盤更高。

可是(shi)鮑爾陶扎爾指(zhi)出,閃存也(ye)有它的優(you)勢。他說:“即便它的單(dan)位容量報價相對(dui)更高,可是(shi)它也(ye)有自個的優(you)勢,比方它可以在數毫秒內(nei)被發(fa)動,因而存取冷(leng)存儲數據(ju)的速度就顯得(de)十分敏(min)捷。這方面的運用事例也(ye)不少(shao)。”

這可以(yi)(yi)包含(han)需求存儲很(hen)多(duo)數據的大數據分(fen)析(xi)運用(yong)。他說(shuo):“你(ni)并不需求讓(rang)數據無時(shi)(shi)不刻處于準備調用(yong)的狀況(kuang)(kuang),可是當你(ni)需求它(ta)們(men)的時(shi)(shi)分(fen),你(ni)必定希望可以(yi)(yi)敏(min)捷(jie)調用(yong)它(ta)們(men)。最(zui)完(wan)滿的狀況(kuang)(kuang)是,你(ni)可以(yi)(yi)在(zai)需求進行大數據分(fen)析(xi)時(shi)(shi)敏(min)捷(jie)調用(yong)它(ta)們(men),然后(hou)讓(rang)它(ta)再(zai)轉為冷狀況(kuang)(kuang)。”

據(ju)馬克(ke)彼得斯稱,經(jing)過這種方法來(lai)運用(yong)賤賣閃存(cun)商(shang)品(pin)(pin)還有另一(yi)項優勢。他說:“閃存(cun)如(ru)今(jin)現(xian)(xian)已成為一(yi)種主流存(cun)儲前言,咱(zan)們曉得怎么去結合(he)它,咱(zan)們現(xian)(xian)已有了配(pei)套的軟(ruan)件。僅有的疑問(wen)是(shi),不要(yao)去采購報(bao)價太低的閃存(cun)商(shang)品(pin)(pin)。”

鮑爾陶扎爾以為(wei),下一層冷存儲(chu)層可以會(hui)是磁帶或(huo)磁盤(pan),或(huo)是兩者(zhe)一起構成(cheng)的(de)混合(he)(he)存儲(chu)解決(jue)計劃。他說:“我自(zi)個就(jiu)在(zai)用混合(he)(he)存儲(chu)解決(jue)計劃來貯(zhu)存很大(da)的(de)視頻(pin)文(wen)件和高功能核(he)算數據。這些文(wen)件或(huo)許會(hui)由于(yu)(yu)太(tai)大(da)而不(bu)能貯(zhu)存在(zai)藍光光盤(pan)上,由于(yu)(yu)藍光光盤(pan)的(de)容量相對較(jiao)低。Facebook運用藍光光盤(pan)來備份用戶相片或(huo)許還對比合(he)(he)適,但它必定不(bu)能適用于(yu)(yu)任何人。”

磁帶的優勢是,它可以以極低的本錢供給很多的存儲容量,而且貯存在磁帶上的數據可以以很高的速度移動。鮑爾陶扎爾還著重說,混合存儲設備兼具了磁(ci)盤和(he)磁(ci)帶(dai)的優勢(shi)。他彌補說:“你可(ke)以(yi)將磁(ci)盤當作高(gao)速緩(huan)存(cun)來運用,而將磁(ci)帶(dai)作為(wei)主存(cun)儲前言,或許你也可(ke)以(yi)用磁(ci)盤來貯存(cun)元數(shu)據比方縮略圖(tu),而將縮略圖(tu)對應(ying)的高(gao)清視頻貯存(cun)在(zai)磁(ci)帶(dai)上。”

對(dui)很多人來說(shuo)(shuo),磁帶存儲解(jie)決(jue)計(ji)劃代表(biao)著(zhu)曩昔(xi)而不(bu)是將來,可(ke)是馬克彼(bi)得斯以為他(ta)們并沒有意識(shi)到(dao)磁帶在曩昔(xi)的(de)20多年里發展到(dao)了(le)什么樣(yang)的(de)程度。他(ta)說(shuo)(shuo):“為何大家不(bu)把(ba)磁帶用到(dao)冷存儲當(dang)中呢?我(wo)一向在考(kao)慮這個疑問,由于我(wo)所看到(dao)的(de)狀況闡明,磁帶的(de)報價只需我(wo)所見過的(de)其他(ta)非(fei)易失性存儲前言的(de)報價的(de)一半到(dao)十(shi)分之一。”

他(ta)彌補說:“磁帶曾(ceng)經曾(ceng)是(shi)不牢(lao)靠的

代名詞,可(ke)是(shi)如今狀況不同了。它如今既牢靠,又賤賣,一(yi)盒(he)磁帶可(ke)以(yi)貯存3到8TB的(de)數(shu)據。”

盡管(guan)傳(chuan)統的磁盤(pan)容(rong)易發(fa)生(sheng)機械故障、數據衰減或前言(yan)發(fa)霉等(deng)疑問,但(dan)它們仍是可(ke)以被用(yong)于長時(shi)刻存儲(chu)實(shi)例。此外(wai),假如需(xu)求(qiu)(qiu)保持磁盤(pan)一向(xiang)處于工(gong)作狀況,也需(xu)求(qiu)(qiu)較大的本錢。可(ke)是,盡管(guan)傳(chuan)統硬盤(pan)的故障率較高(gao),可(ke)是它們的存儲(chu)密度和能耗(hao)功能一向(xiang)在不斷改進。彼得(de)斯(si)說:“硬盤(pan)尤其是在容(rong)量方面的研制(zhi)工(gong)作現(xian)已取得(de)了顯(xian)著的效果。”

最新的(de)(de)(de)立異效果包含(han)充氦(hai)硬(ying)盤(pan)(pan),那種硬(ying)盤(pan)(pan)耗(hao)費的(de)(de)(de)動力比慣例硬(ying)盤(pan)(pan)要少(shao)得(de)多,而貯存容量卻比傳統磁盤(pan)(pan)高出50%。HGST的(de)(de)(de)UltrastarHe6硬(ying)盤(pan)(pan)運行時的(de)(de)(de)溫度比一般硬(ying)盤(pan)(pan)低4到5攝(she)氏度,由于氦(hai)氣中(zhong)的(de)(de)(de)摩擦阻力相對更小,磁盤(pan)(pan)滾動時耗(hao)費的(de)(de)(de)動力就比一般硬(ying)盤(pan)(pan)少(shao)23%,然后(hou)令(ling)全部(bu)解決計(ji)劃的(de)(de)(de)每TB存儲容量的(de)(de)(de)能(neng)耗(hao)功能(neng)提高了(le)49%。

在(zai)數據怎么被(bei)寫(xie)入硬盤(pan)上也有(you)一些(xie)立異(yi)效果(guo),包含西部數據和希捷(jie)等(deng)廠商現已在(zai)出產(chan)的疊(die)(die)瓦式磁(ci)記錄(lu)(SMR)磁(ci)盤(pan)。這(zhe)(zhe)些(xie)磁(ci)盤(pan)在(zai)運(yun)用(yong)時(shi)寫(xie)入磁(ci)片(pian)的數據軌(gui)跡相(xiang)對更寬一些(xie),這(zhe)(zhe)樣(yang)就可(ke)以將(jiang)那些(xie)數據軌(gui)跡堆(dui)疊(die)(die)起來(lai),就象瓦片(pian)相(xiang)同(tong)層層堆(dui)疊(die)(die)。(在(zai)一般狀況下,數據軌(gui)跡之間會留有(you)一個很小(xiao)的空隙。)

疊瓦式磁記錄磁盤格外適用(yong)于繼續(xu)寫入(ru)或(huo)擦除(chu)數據(ju)的(de)(de)狀況,而不是少量(liang)隨(sui)機存取數據(ju)的(de)(de)狀況,換句(ju)話說,它格外適用(yong)于歸檔數據(ju)。據(ju)希(xi)捷估計,疊瓦式磁記錄磁盤的(de)(de)數據(ju)密度最(zui)高可到達每平方(fang)英寸(cun)3萬億字節。

此外(wai),還有(you)另一種(zhong)被(bei)稱為熱(re)輔(fu)佐(zuo)(zuo)磁記(ji)(ji)錄(lu)(HAMR)的(de)存(cun)(cun)儲技(ji)能也可以被(bei)業界所采用。熱(re)輔(fu)佐(zuo)(zuo)磁記(ji)(ji)錄(lu)存(cun)(cun)儲技(ji)能可以將(jiang)數(shu)據貯(zhu)存(cun)(cun)在穩定性很(hen)高(gao)的(de)磁體(ti)媒質比(bi)方鈦鉑合金上。熱(re)輔(fu)佐(zuo)(zuo)磁記(ji)(ji)錄(lu)存(cun)(cun)儲技(ji)能可以完成比(bi)慣(guan)例或(huo)疊瓦式(shi)磁記(ji)(ji)錄(lu)硬(ying)盤(pan)更(geng)高(gao)的(de)面密度(du)。盡管如今還沒有(you)正式(shi)的(de)商(shang)品面世(shi),可是(shi)希(xi)(xi)捷、西部數(shu)據和TDK都現已(yi)展現了這樣的(de)技(ji)能。希(xi)(xi)捷估(gu)計,到2020年的(de)時(shi)分,它(ta)就可以推(tui)出外(wai)形尺寸(cun)跟慣(guan)例硬(ying)盤(pan)相同都是(shi)3.5英寸(cun)、容量在20TB或(huo)更(geng)高(gao)的(de)熱(re)輔(fu)佐(zuo)(zuo)磁記(ji)(ji)錄(lu)硬(ying)盤(pan)。

這些技能的(de)(de)優(you)勢(shi)在于(yu),它們可(ke)(ke)以(yi)(yi)經過不(bu)斷提高面密度(du)來改動硬盤(pan)的(de)(de)經濟本錢。即便每GB容量的(de)(de)報(bao)價仍然(ran)(ran)相對很(hen)高,可(ke)(ke)是這類硬盤(pan)仍然(ran)(ran)可(ke)(ke)以(yi)(yi)運用相對較少(shao)的(de)(de)磁盤(pan)空間去貯(zhu)存很(hen)多(duo)的(de)(de)數據,假如磁盤(pan)的(de)(de)轉(zhuan)速可(ke)(ke)以(yi)(yi)下降,它們就不(bu)必耗費能量了(le)。

盡管這種硬盤的(de)數量假如太(tai)多的(de)話,全部滾(gun)動(dong)起來可(ke)以(yi)(yi)需(xu)求好幾(ji)分鐘的(de)時(shi)刻才(cai)行,可(ke)是一(yi)旦它(ta)們(men)都滾(gun)動(dong)起來,它(ta)們(men)就可(ke)以(yi)(yi)運用一(yi)種現已(yi)得到(dao)遍及(ji)認可(ke)的(de)技能(neng)為任(ren)何冷存(cun)(cun)儲(chu)數據供給(gei)疾速(su)存(cun)(cun)取效勞。

另一(yi)個可(ke)選計劃是運用(yong)云效(xiao)勞(lao)來貯存(cun)冷存(cun)儲數(shu)據(ju),亞(ya)馬遜經過其Glacier存(cun)儲效(xiao)勞(lao)首先開(kai)拓了這一(yi)商場。Glacier的(de)(de)報價十(shi)分(fen)賤賣(mai),可(ke)是正(zheng)如它的(de)(de)名稱(cheng)所(suo)暗(an)示的(de)(de)那(nei)樣,它瞄準的(de)(de)是冷存(cun)儲商場,因(yin)而它的(de)(de)速(su)度(du)也(ye)是相對較慢的(de)(de)。一(yi)旦用(yong)戶(hu)需求(qiu)存(cun)取數(shu)據(ju),也(ye)即是被亞(ya)馬遜稱(cheng)為需求(qiu)檢索數(shu)據(ju)的(de)(de)時分(fen),一(yi)般(ban)要等(deng)3到5個小時的(de)(de)時刻數(shu)據(ju)才(cai)能被下載。

亞馬(ma)遜(xun)沒(mei)有泄漏Glacier運用的是(shi)何(he)種根底存(cun)儲技(ji)能,馬(ma)克彼得(de)斯(si)(si)置疑(yi)那項效(xiao)勞可以是(shi)建立在磁帶存(cun)儲解(jie)決計劃之上(shang)。彼得(de)斯(si)(si)說:“為何(he)要等3到(dao)5個(ge)小時那么(me)久呢?可以是(shi)由于體系并不是(shi)徹底自動化的,需求派人去查找和(he)取用磁帶。另一方(fang)面,讓客(ke)戶(hu)等候(hou)可以是(shi)亞馬(ma)遜(xun)成心(xin)采(cai)納的一種策略。”

不論真實的(de)緣由是(shi)什么,這(zhe)(zhe)都給希(xi)捷的(de)EVault供(gong)給了一(yi)(yi)個機會(hui),讓它可(ke)以供(gong)給一(yi)(yi)種名為(wei)LTS2的(de)云存(cun)儲效勞(lao)計劃(hua)。LTS2的(de)報價比(bi)Glacier稍(shao)貴一(yi)(yi)點(dian),可(ke)是(shi)檢索數(shu)據(ju)只(zhi)需幾秒鐘(zhong)就行(xing)了。該效勞(lao)運用(yong)旋轉磁盤(pan)來貯存(cun)數(shu)據(ju),有人置(zhi)疑它運用(yong)的(de)是(shi)希(xi)捷自個的(de)疊瓦式(shi)磁記錄硬(ying)盤(pan),可(ke)是(shi)這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)點(dian)從未得到證明(ming)。

因而,就冷存儲的將來發展方向來說,可選的計劃必定不少:低質量的閃存、磁帶、充氦硬盤、疊瓦式磁記錄硬盤和熱輔佐磁記錄硬盤,還有磁帶與磁盤構成的混合解決計劃以及(ji)根據云的冷存儲效勞。

在這些解決計(ji)劃中,每一(yi)個都有自個的(de)(de)速(su)度、功率(lv)、容量和(he)本錢特征,那意味(wei)著它(ta)們每一(yi)個都有需(xu)求和(he)商場。關于Facebook需(xu)求貯存(cun)的(de)(de)、相(xiang)對較小的(de)(de)冷(leng)存(cun)儲文件來說,根據(ju)藍光光盤(pan)的(de)(de)存(cun)儲解決計(ji)劃也是有用武之地的(de)(de)。

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