未來冷存儲技術解決方案

盡管Facebook在1月份召開的開放計算項目峰會(Open Compute Project Summit)上展示了一個利用1萬塊藍光光盤來儲存1百萬GB數(shù)據的藍光冷存儲系統(tǒng)樣品，也依然改變不了藍光光盤并非冷存儲未來發(fā)展方向的論斷。 Facebook需要冷存儲解決方案來備份用戶的視頻和照片，那些數(shù)據的數(shù)量巨大，同時也是相當珍貴的，因為用戶們以后可能需要再次訪問它們。

Facebook的藍光系統(tǒng)產生了一些令人難忘的數(shù)據：Facebook在峰會上表示，它的光盤系統(tǒng)價格只有它目前正在使用的磁盤冷存儲解決方案的一半，但是能效卻是后者的5倍。

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

Facebook以其藍光系統(tǒng)為標準，它是想告訴廠商們繼續(xù)努力并最終開發(fā)出一種價格更低廉、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? 市場研究公司的高級分析師亨利鮑爾陶扎爾(Henry Baltazar)稱，其實可能性并不少，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等待一段時間。

Facebook提到，它以后可能會使用的一種冷存儲媒介是閃存。表面上來說，這聽起來有些怪異，因為閃存的價格很昂貴，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(shù)據的數(shù)據池。

但是閃存的價格與其可靠性和無損性是掛鉤的，因此從理論上來說它的價格可能比那些只能寫入一兩次數(shù)據的廉價劣質存儲媒介更便宜。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被用到。

這里有兩個潛在的問題?，F(xiàn)在，這種便宜的固態(tài)存儲產品并不存在，盡管以后這種情況可能會發(fā)生變化，但是現(xiàn)在并不存在這樣的產品。

另一個問題是，它的價格可能仍會比其他的存儲媒介比如磁帶和光盤更高。

但是鮑爾陶扎爾指出，閃存也有它的優(yōu)勢。他說：“即使它的單位容量價格相對更高，但是它也有自己的優(yōu)勢，比如它可以在數(shù)毫秒內被啟動，因此存取冷存儲數(shù)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(shù)據的大數(shù)據分析應用。他說：“你并不需要讓數(shù)據無時不刻處于準備調用的狀態(tài)，但是當你需要它們的時候，你肯定希望能夠迅速調用它們。 最完美的狀態(tài)是，你能夠在需要進行大數(shù)據分析時迅速調用它們，然后讓它再轉為冷狀態(tài)。”

據馬克彼得斯稱，通過這種方式來使用廉價閃存產品還有另一項優(yōu)勢。他說：“閃存現(xiàn)在已經成為一種主流存儲媒介，我們知道如何去整合它，我們已經有了配套的軟件。 唯一的問題是，不要去購買價格太低的閃存產品。”

鮑爾陶扎爾認為，下一層冷存儲層可能會是磁帶或磁盤，或是兩者共同組成的混合存儲解決方案。他說：“我自己就在用混合存儲解決方案來儲存很大的視頻文件和高性能計算數(shù)據。 這些文件也許會因為太大而不能儲存在藍光光盤上，因為藍光光盤的容量相對較低。 Facebook利用藍光光盤來備份用戶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(shù)據可以以很高的速度移動。鮑爾陶扎爾還強調說，混合存儲設備兼具了磁盤和磁帶的優(yōu)勢。 他補充說：“你可以將磁盤當作高速緩存來使用，而將磁帶作為主存儲媒介，或者你也可以用磁盤來儲存元數(shù)據比如縮略圖，而將縮略圖對應的高清視頻儲存在磁帶上。”

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

他補充說：“磁帶以前曾是不可靠的代名詞，但是現(xiàn)在情況不同了。它現(xiàn)在既可靠，又便宜，一盒磁帶可以儲存3到8TB的數(shù)據。”

盡管傳統(tǒng)的磁盤容易發(fā)生機械故障、數(shù)據衰減或媒介發(fā)霉等問題，但它們還是可以被用于長期存儲實例。此外，如果需要保持磁盤一直處于運轉狀態(tài)，也需要較大的成本。然而，雖然傳統(tǒng)硬盤的故障率較高，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：“硬盤尤其是在容量方面的研發(fā)工作已經取得了顯著的成果。”

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

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

疊瓦式磁記錄磁盤特別適用于持續(xù)寫入或擦除數(shù)據的情況，而不是少量隨機存取數(shù)據的情況，換句話說，它特別適用于歸檔數(shù)據。據希捷預計，疊瓦式磁記錄磁盤的數(shù)據密度最高可達到每平方英寸3萬億字節(jié)。

此外，還有另一種被稱為熱輔助磁記錄(HAMR)的存儲技術也可能被業(yè)界所采用。熱輔助磁記錄存儲技術可以將數(shù)據儲存在穩(wěn)定性很高的磁體媒質比如鈦鉑合金上。 熱輔助磁記錄存儲技術可以實現(xiàn)比常規(guī)或疊瓦式磁記錄硬盤更高的面密度。雖然現(xiàn)在還沒有正式的產品問世，但是希捷、西部數(shù)據和TDK都已經展示了這樣的技術。希捷預計，到2020年的時候，它就能夠推出外形尺寸跟常規(guī)硬盤一樣都是3.5英寸、容量在20TB或更高的熱輔助磁記錄硬盤。