數(shù)據(jù)爆炸催生冷熱分層理念 紫晶存儲力推光存儲方案

云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、邊緣計算……近年來，科技圈雨后春筍般的涌現(xiàn)出很多新概念，而所有這些概念，都離不開一個基本元素----數(shù)據(jù)。

馬云說過，未來，數(shù)據(jù)是生產(chǎn)資料，計算是生產(chǎn)力。數(shù)字設(shè)備的爆炸式增長，數(shù)字科技和實體經(jīng)濟(jì)的不斷融合，使得數(shù)據(jù)總量正在發(fā)生指數(shù)級的增長。IDC預(yù)測，全球數(shù)據(jù)圈(以數(shù)據(jù)圈代表每年被創(chuàng)建、采集或是復(fù)制的數(shù)據(jù)集合)將從2018年的32ZB，增至2025年的175ZB，增幅超過5倍。其中，中國數(shù)據(jù)圈到2025年將增至48.6ZB，將占全球27.8%，成為最大數(shù)據(jù)圈。

迅速膨脹的數(shù)據(jù)，勢必需要越來越多的存儲設(shè)備來承載，用目前磁、電等為主的存儲解決方案，會消耗大量的電量。有預(yù)測表明，到2025年,全球數(shù)據(jù)存儲消耗的電量大概相當(dāng)于全球全年石油的發(fā)電總量。如果存儲方案不進(jìn)行改進(jìn)，能耗將成為數(shù)據(jù)爆炸時代的“頭號敵人”。

數(shù)據(jù)也有“熱冷”之分

我們在使用電腦、手機中，一定會有這樣的感受：有些數(shù)據(jù)屬于頻繁訪問型，比如辦公文檔、剛拍的視頻、照片，有些數(shù)據(jù)屬于存檔、備份型，可能幾個月、甚至幾年才訪問一次，但卻不能隨意刪除，靜靜的躺在那里，占據(jù)著你寶貴的硬盤空間。

對于數(shù)據(jù)中心更是如此，數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長的同時，也呈現(xiàn)出分層特征。按照數(shù)據(jù)被訪問頻率從高到低進(jìn)行分類，可以將數(shù)據(jù)分為熱數(shù)據(jù)、溫數(shù)據(jù)、冷數(shù)據(jù)：經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)稱為熱數(shù)據(jù)，而較少被訪問的數(shù)據(jù)稱為冷數(shù)據(jù)，處于中間狀態(tài)的稱為溫數(shù)據(jù)。

隨著數(shù)據(jù)量的飛速增長，數(shù)據(jù)由“熱”變“冷”的現(xiàn)象也日益凸顯，按照“二八定律”，經(jīng)過一段時間的使用，80%的數(shù)據(jù)都會變?yōu)槔鋽?shù)據(jù)。如下圖所示：

在冷溫?zé)岣鲗哟螖?shù)據(jù)的存儲需求中，存在不同特征，根據(jù)IBM2018年度發(fā)布的《企業(yè)級存儲2025》研究顯示，熱數(shù)據(jù)的讀取頻率大，對讀取速度的要求快，但讀取文件的大小相對較小，相反冷數(shù)據(jù)的讀取頻率較低，對讀取速度的容忍度高，但讀取文件的大小相對較大。不同層次數(shù)據(jù)在讀取頻率、讀取速度要求以及單次讀取文件大小方面存在不同特征，使得數(shù)據(jù)存儲需求相應(yīng)不同。

將數(shù)據(jù)分為熱、溫、冷的方法，給更科學(xué)的存儲方案，提供了很好的思路。

存儲三大介質(zhì)磁、電速度快光存儲壽命長

和數(shù)據(jù)有熱冷之分一樣，存儲也有不同類型的物理介質(zhì)。目前，底層物理存儲介質(zhì)有光、磁、電三種，對應(yīng)的用于企業(yè)級存儲市場主要產(chǎn)品類型有藍(lán)光存儲、磁帶、機械硬盤、固態(tài)硬盤。其中藍(lán)光存儲屬于光介質(zhì)，磁帶、機械硬盤屬于磁介質(zhì)，固態(tài)硬盤屬于電介質(zhì)。

三種存儲技術(shù)的讀取原理不同，性能存在優(yōu)劣勢。磁、電存儲的優(yōu)勢在于讀取速度快，但在超高密度狀態(tài)下，存在著一定的記錄密度極限，超過極限會導(dǎo)致出現(xiàn)信息丟失的現(xiàn)象。另外，磁、電存儲的能耗非常大，并且硬盤和磁帶的可靠壽命只有5-10年，為防止設(shè)備老化損壞造成數(shù)據(jù)丟失，每3-5年就需要進(jìn)行一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存。

光存儲在讀取速度及使用便利性方面存在劣勢，但在數(shù)據(jù)保存壽命、安全性、能耗等方面具有明顯優(yōu)勢，因此可以與其他兩種存儲技術(shù)形成互補?，F(xiàn)實情況來看，目前還不存在同時具備大容量、低延遲、低成本、長壽命、高安全可靠性等性能的存儲技術(shù)。

可見，磁、電、光這三大類存儲介質(zhì)的各自優(yōu)劣勢，恰好可以對應(yīng)給熱冷數(shù)據(jù)的不同存儲方式。因此，圍繞數(shù)據(jù)生命周期管理的冷熱分層存儲應(yīng)運而生，它可以根據(jù)數(shù)據(jù)的使用頻率、文件大小、文件類型等特征將數(shù)據(jù)進(jìn)行冷熱分層后，再采用相應(yīng)適配的物理存儲介質(zhì)進(jìn)行存儲，并通過不同存儲介質(zhì)之間優(yōu)勢互補，達(dá)到延長保存期限、降低存儲成本、提高節(jié)能效果、增進(jìn)安全可靠性的海量數(shù)據(jù)存儲要求。

光存儲為溫冷數(shù)據(jù)存儲提供最佳方案

隨著數(shù)據(jù)中心走向成熟，備份、歸檔型的數(shù)據(jù)比例越來越高，最適合溫、冷數(shù)據(jù)的光存儲技術(shù)，近年來受到越來越多的關(guān)注。

按照技術(shù)迭代，光存儲介質(zhì)可以分為CD、DVD、BD以及下一代全息光存儲，按照讀寫性能可以分為只讀型和可記錄型，其中可記錄型又分為一次記錄和可重復(fù)擦寫。目前國內(nèi)該行業(yè)的代表企業(yè)紫光存儲，所專注的光存儲介質(zhì)技術(shù)為一次性記錄藍(lán)光存儲(Blu-rayDiscRecordable，簡稱BD-R)，同時正在開展下一代全息光存儲技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。

相對于CD、DVD等其他介質(zhì)，藍(lán)光存儲介質(zhì)的刻錄采用的激光波長更短，因此記錄密度更高，容量更大，數(shù)據(jù)傳輸速率也大幅提升。

舉例來說，盤體直徑120mm的CD單層容量僅0.64GB,DVD單層容量為4.7GB，而同樣直徑的藍(lán)光存儲介質(zhì)(BD)單層容量可達(dá)到25GB;CD的數(shù)據(jù)傳輸速率為1200Kibit/s，DVD為11.08mbps，而藍(lán)光存儲介質(zhì)可達(dá)到36mbps。同時，由于藍(lán)光介質(zhì)采用無機的金屬或金屬氧化物作為記錄材料，性質(zhì)較穩(wěn)定，因而具有更長的使用壽命。

因此，具備安全可靠、綠色節(jié)能、存儲壽命長、單位存儲成本低等四方面優(yōu)勢的光存儲解決方案，尤其適合在海量數(shù)據(jù)時代，對于溫冷數(shù)據(jù)的長期存儲。

光磁電混合存儲將是未來趨勢

對于企業(yè)級存儲應(yīng)用而言，僅有介質(zhì)是不夠的，還需要軟硬一體化的設(shè)備和解決方案。目前，紫晶存儲從藍(lán)光存儲介質(zhì)起步，沿著“介質(zhì)-設(shè)備-解決方案”的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化路徑，已經(jīng)推出用于搭建光磁電混合存儲架構(gòu)的光存儲設(shè)備，以及基于光存儲技術(shù)的數(shù)據(jù)智能分層存儲及信息技術(shù)解決方案，實現(xiàn)更加快速、大容量的數(shù)據(jù)冷熱存儲，適配更多用戶的需求。

從2015年開始，紫晶存儲根據(jù)客戶需求特點豐富產(chǎn)品服務(wù)內(nèi)容，提供一系列產(chǎn)品服務(wù)組成的解決方案，形成全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品技術(shù)。據(jù)悉，紫晶存儲推出的光存儲設(shè)備及解決方案，已覆蓋到于政務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、軍工、金融、檔案、教育、能源等終端領(lǐng)域，充分證明了光磁電混合存儲在企業(yè)級存儲市場的廣闊應(yīng)用前景。

有統(tǒng)計顯示，全球數(shù)據(jù)中心所需要的電量，已經(jīng)占全球發(fā)電總量的1.1%-1.5%。到2025年，全球數(shù)據(jù)存儲耗電量可能相當(dāng)于全球全年的石油發(fā)電量。面對數(shù)倍的數(shù)據(jù)膨脹，其能耗問題不容忽視。而如果通過推廣光磁電混合存儲架構(gòu)的方案，通過智能分層存儲等技術(shù)，讓80%的冷數(shù)據(jù)用更安全、綠色的光存儲來承載，勢必大幅度節(jié)省能源，為地球綠色環(huán)保做貢獻(xiàn)的同時，也讓數(shù)據(jù)存儲更為安全、可靠和恒久。

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