未來(lái)冷存儲技術(shù)解決方案

盡管Facebook在1月份召開(kāi)的開(kāi)放計算項目峰會(huì )(Open Compute Project Summit)上展示了一個(gè)利用1萬(wàn)塊藍光光盤(pán)來(lái)儲存1百萬(wàn)GB數據的藍光冷存儲系統樣品，也依然改變不了藍光光盤(pán)并非冷存儲未來(lái)發(fā)展方向的論斷。 Facebook需要冷存儲解決方案來(lái)備份用戶(hù)的視頻和照片，那些數據的數量巨大，同時(shí)也是相當珍貴的，因為用戶(hù)們以后可能需要再次訪(fǎng)問(wèn)它們。

Facebook的藍光系統產(chǎn)生了一些令人難忘的數據：Facebook在峰會(huì )上表示，它的光盤(pán)系統價(jià)格只有它目前正在使用的磁盤(pán)冷存儲解決方案的一半，但是能效卻是后者的5倍。

但是藍光會(huì )是存儲技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向嗎? Enterprise Strategy Group的高級分析師馬克彼得斯(Mark Peters)認為，幾乎已經(jīng)可以肯定它不會(huì )是存儲技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。他說(shuō)：“Facebook現在所做的事情其實(shí)是在給存儲廠(chǎng)商出難題。 我認為他們想要傳達的思想其實(shí)是他們需要一種廉價(jià)而可靠的存儲方案。”

Facebook以其藍光系統為標準，它是想告訴廠(chǎng)商們繼續努力并最終開(kāi)發(fā)出一種價(jià)格更低廉、性能更可靠、能效更高、占地面積更小的存儲解決方案。

那么還有那些可選的方案呢? 市場(chǎng)研究公司的高級分析師亨利鮑爾陶扎爾(Henry Baltazar)稱(chēng)，其實(shí)可能性并不少，每一種解決方案都可能是某種特定使用環(huán)境下的最佳解決方案。那是因為并非所有的冷存儲需求都是一樣的，你也許需要儲存很大的文件，也許需要能夠快速存取冷存儲文件，或者你能夠接受存取文件時(shí)等待一段時(shí)間。

Facebook提到，它以后可能會(huì )使用的一種冷存儲媒介是閃存。表面上來(lái)說(shuō)，這聽(tīng)起來(lái)有些怪異，因為閃存的價(jià)格很昂貴，通常被用于熱存儲。 例如，閃存可能被用于需要頻繁且快速存取數據的數據池。

但是閃存的價(jià)格與其可靠性和無(wú)損性是掛鉤的，因此從理論上來(lái)說(shuō)它的價(jià)格可能比那些只能寫(xiě)入一兩次數據的廉價(jià)劣質(zhì)存儲媒介更便宜。要不是它可能非常適用于冷存儲，在正常情況下閃存可能完全不會(huì )被用到。

這里有兩個(gè)潛在的問(wèn)題?，F在，這種便宜的固態(tài)存儲產(chǎn)品并不存在，盡管以后這種情況可能會(huì )發(fā)生變化，但是現在并不存在這樣的產(chǎn)品。

另一個(gè)問(wèn)題是，它的價(jià)格可能仍會(huì )比其他的存儲媒介比如磁帶和光盤(pán)更高。

但是鮑爾陶扎爾指出，閃存也有它的優(yōu)勢。他說(shuō)：“即使它的單位容量?jì)r(jià)格相對更高，但是它也有自己的優(yōu)勢，比如它可以在數毫秒內被啟動(dòng)，因此存取冷存儲數據的速度就顯得非常迅速。 這方面的應用案例也不少。”

這可能包括需要存儲大量數據的大數據分析應用。他說(shuō)：“你并不需要讓數據無(wú)時(shí)不刻處于準備調用的狀態(tài)，但是當你需要它們的時(shí)候，你肯定希望能夠迅速調用它們。 最完美的狀態(tài)是，你能夠在需要進(jìn)行大數據分析時(shí)迅速調用它們，然后讓它再轉為冷狀態(tài)。”

據馬克彼得斯稱(chēng)，通過(guò)這種方式來(lái)使用廉價(jià)閃存產(chǎn)品還有另一項優(yōu)勢。他說(shuō)：“閃存現在已經(jīng)成為一種主流存儲媒介，我們知道如何去整合它，我們已經(jīng)有了配套的軟件。 唯一的問(wèn)題是，不要去購買(mǎi)價(jià)格太低的閃存產(chǎn)品。”

鮑爾陶扎爾認為，下一層冷存儲層可能會(huì )是磁帶或磁盤(pán)，或是兩者共同組成的混合存儲解決方案。他說(shuō)：“我自己就在用混合存儲解決方案來(lái)儲存很大的視頻文件和高性能計算數據。 這些文件也許會(huì )因為太大而不能儲存在藍光光盤(pán)上，因為藍光光盤(pán)的容量相對較低。 Facebook利用藍光光盤(pán)來(lái)備份用戶(hù)照片也許還比較適合，但它肯定不能適用于任何人。”

磁帶的優(yōu)勢是，它可以以極低的成本提供大量的存儲容量，而且儲存在磁帶上的數據可以以很高的速度移動(dòng)。鮑爾陶扎爾還強調說(shuō)，混合存儲設備兼具了磁盤(pán)和磁帶的優(yōu)勢。 他補充說(shuō)：“你可以將磁盤(pán)當作高速緩存來(lái)使用，而將磁帶作為主存儲媒介，或者你也可以用磁盤(pán)來(lái)儲存元數據比如縮略圖，而將縮略圖對應的高清視頻儲存在磁帶上。”

對很多人來(lái)說(shuō)，磁帶存儲解決方案代表著(zhù)過(guò)去而不是未來(lái)，但是馬克彼得斯認為他們并沒(méi)有意識到磁帶在過(guò)去的20多年里發(fā)展到了什么樣的程度。他說(shuō)：“為什么人們不把磁帶用到冷存儲之中呢? 我一直在考慮這個(gè)問(wèn)題，因為我所看到的情況說(shuō)明，磁帶的價(jià)格只有我所見(jiàn)過(guò)的其他非易失性存儲媒介的價(jià)格的一半到十分之一。”

他補充說(shuō)：“磁帶以前曾是不可靠的代名詞，但是現在情況不同了。它現在既可靠，又便宜，一盒磁帶可以?xún)Υ?到8TB的數據。”

盡管傳統的磁盤(pán)容易發(fā)生機械故障、數據衰減或媒介發(fā)霉等問(wèn)題，但它們還是可以被用于長(cháng)期存儲實(shí)例。此外，如果需要保持磁盤(pán)一直處于運轉狀態(tài)，也需要較大的成本。然而，雖然傳統硬盤(pán)的故障率較高，但是它們的存儲密度和能耗性能一直在不斷改善。 彼得斯說(shuō)：“硬盤(pán)尤其是在容量方面的研發(fā)工作已經(jīng)取得了顯著(zhù)的成果。”

最新的創(chuàng )新成果包括充氦硬盤(pán)，那種硬盤(pán)消耗的能源比常規硬盤(pán)要少得多，而儲存容量卻比傳統磁盤(pán)高出50%。HGST的Ultrastar He 6硬盤(pán)運行時(shí)的溫度比普通硬盤(pán)低4到5攝氏度，因為氦氣中的摩擦阻力相對更小，磁盤(pán)轉動(dòng)時(shí)消耗的能源就比普通硬盤(pán)少23%，從而令整個(gè)解決方案的每TB存儲容量的能耗性能提高了49%。

在數據如何被寫(xiě)入硬盤(pán)上也有一些創(chuàng )新成果，包括西部數據和希捷等廠(chǎng)商已經(jīng)在生產(chǎn)的疊瓦式磁記錄(SMR)磁盤(pán)。這些磁盤(pán)在使用時(shí)寫(xiě)入磁片的數據軌道相對更寬一些，這樣就可以將那些數據軌道重疊起來(lái)，就象瓦片一樣層層重疊。 (在通常情況下，數據軌道之間會(huì )留有一個(gè)很小的間隙。)

疊瓦式磁記錄磁盤(pán)特別適用于持續寫(xiě)入或擦除數據的情況，而不是少量隨機存取數據的情況，換句話(huà)說(shuō)，它特別適用于歸檔數據。據希捷預計，疊瓦式磁記錄磁盤(pán)的數據密度最高可達到每平方英寸3萬(wàn)億字節。

此外，還有另一種被稱(chēng)為熱輔助磁記錄(HAMR)的存儲技術(shù)也可能被業(yè)界所采用。熱輔助磁記錄存儲技術(shù)可以將數據儲存在穩定性很高的磁體媒質(zhì)比如鈦鉑合金上。 熱輔助磁記錄存儲技術(shù)可以實(shí)現比常規或疊瓦式磁記錄硬盤(pán)更高的面密度。雖然現在還沒(méi)有正式的產(chǎn)品問(wèn)世，但是希捷、西部數據和TDK都已經(jīng)展示了這樣的技術(shù)。希捷預計，到2020年的時(shí)候，它就能夠推出外形尺寸跟常規硬盤(pán)一樣都是3.5英寸、容量在20TB或更高的熱輔助磁記錄硬盤(pán)。