技術(shù)前瞻：未來冷存儲技術(shù)解決方案

　　盡管Facebook在1月份召開的開放計(jì)算項(xiàng)目峰會(huì)(OpenComputeProjectSummit)上展示了一個(gè)利用1萬塊藍(lán)光光盤來儲存1百萬GB數(shù)據(jù)的藍(lán)光冷存儲系統(tǒng)樣品，也依然改變不了藍(lán)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(jù)的數(shù)量巨大，同時(shí)也是相當(dāng)珍貴的，因?yàn)橛脩魝円院罂赡苄枰俅卧L問它們。

　　Facebook的藍(lán)光系統(tǒng)產(chǎn)生了一些令人難忘的數(shù)據(jù)：Facebook在峰會(huì)上表示，它的光盤系統(tǒng)價(jià)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(lán)光會(huì)是存儲技術(shù)未來的發(fā)展方向嗎?EnterpriseStrategyGroup的高級分析師馬克彼得斯(MarkPeters)認(rèn)為，幾乎已經(jīng)可以肯定它不會(huì)是存儲技術(shù)未來的發(fā)展方向。他說：“Facebook現(xiàn)在所做的事情其實(shí)是在給存儲廠商出難題。我認(rèn)為他們想要傳達(dá)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(lán)光系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)，它是想告訴廠商們繼續(xù)努力并最終開發(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?市場研究公司的高級分析師亨利鮑爾陶扎爾(HenryBaltazar)稱，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?yàn)椴⒎撬械睦浯鎯π枨蠖际且粯拥模阋苍S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。表面上來說，這聽起來有些怪異，因?yàn)殚W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(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)池。

　　但是閃存的價(jià)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(jià)格可能比那些只能寫入一兩次數(shù)據(jù)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)潛在的問題?，F(xiàn)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(xiàn)在并不存在這樣的產(chǎn)品。

　　另一個(gè)問題是，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(jià)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(nèi)被啟動(dòng)，因此存取冷存儲數(shù)據(jù)的速度就顯得非常迅速。這方面的應(yīng)用案例也不少?！?/p>

　　這可能包括需要存儲大量數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。他說：“你并不需要讓數(shù)據(jù)無時(shí)不刻處于準(zhǔn)備調(diào)用的狀態(tài)，但是當(dāng)你需要它們的時(shí)候，你肯定希望能夠迅速調(diào)用它們。最完美的狀態(tài)是，你能夠在需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析時(shí)迅速調(diào)用它們，然后讓它再轉(zhuǎn)為冷狀態(tài)?！?/p>

　　據(jù)馬克彼得斯稱，通過這種方式來使用廉價(jià)閃存產(chǎn)品還有另一項(xiàng)優(yōu)勢。他說：“閃存現(xiàn)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。唯一的問題是，不要去購買價(jià)格太低的閃存產(chǎn)品?！?/p>

　　鮑爾陶扎爾認(rèn)為，下一層冷存儲層可能會(huì)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(jì)算數(shù)據(jù)。這些文件也許會(huì)因?yàn)樘蠖荒軆Υ嬖谒{(lán)光光盤上，因?yàn)樗{(lán)光光盤的容量相對較低。Facebook利用藍(lán)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?！?/p>

　　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(jù)可以以很高的速度移動(dòng)。鮑爾陶扎爾還強(qiáng)調(diào)說，混合存儲設(shè)備兼具了磁盤和磁帶的優(yōu)勢。他補(bǔ)充說：“你可以將磁盤當(dāng)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(jù)比如縮略圖，而將縮略圖對應(yīng)的高清視頻儲存在磁帶上?！?/p>

　　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(rèn)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(gè)問題，因?yàn)槲宜吹降那闆r說明，磁帶的價(jià)格只有我所見過的其他非易失性存儲媒介的價(jià)格的一半到十分之一?！?/p>

　　他補(bǔ)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(jù)?！?/p>

　　盡管傳統(tǒng)的磁盤容易發(fā)生機(jī)械故障、數(shù)據(jù)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(shí)例。此外，如果需要保持磁盤一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)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(jīng)取得了顯著的成果?！?/p>

　　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UltrastarHe6硬盤運(yùn)行時(shí)的溫度比普通硬盤低4到5攝氏度，因?yàn)楹庵械哪Σ磷枇ο鄬Ω?，磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)消耗的能源就比普通硬盤少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(shù)據(jù)如何被寫入硬盤上也有一些創(chuàng)新成果，包括西部數(shù)據(jù)和希捷等廠商已經(jīng)在生產(chǎn)的疊瓦式磁記錄(SMR)磁盤。這些磁盤在使用時(shí)寫入磁片的數(shù)據(jù)軌道相對更寬一些，這樣就可以將那些數(shù)據(jù)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(jù)軌道之間會(huì)留有一個(gè)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(jù)的情況，而不是少量隨機(jī)存取數(shù)據(jù)的情況，換句話說，它特別適用于歸檔數(shù)據(jù)。據(jù)希捷預(yù)計(jì)，疊瓦式磁記錄磁盤的數(shù)據(jù)密度最高可達(dá)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(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(shù)據(jù)儲存在穩(wěn)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(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(chǎn)品問世，但是希捷、西部數(shù)據(jù)和TDK都已經(jīng)展示了這樣的技術(shù)。希捷預(yù)計(jì)，到2020年的時(shí)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。

　　這些技術(shù)的優(yōu)勢在于，它們能夠通過不斷提高面密度來改變硬盤的經(jīng)濟(jì)成本。即使每GB容量的價(jià)格依然相對很高，但是這類硬盤仍然能夠利用相對較少的磁盤空間去儲存大量的數(shù)據(jù)，如果磁盤的轉(zhuǎn)速能夠降低，它們就不用消耗能量了。雖然這種硬盤的數(shù)量如果太多的話，全部轉(zhuǎn)動(dòng)起來可能需要好幾分鐘的時(shí)間才行，但是一旦它們都轉(zhuǎn)動(dòng)起來，它們就可以利用一種已經(jīng)得到普遍認(rèn)可的技術(shù)為任何冷存儲數(shù)據(jù)提供快速存取服務(wù)。

　　另一個(gè)可選方案是使用云服務(wù)來儲存冷存儲數(shù)據(jù)，亞馬遜通過其Glacier存儲服務(wù)率先開拓了這一市場。Glacier的價(jià)格非常便宜，但是正如它的名稱所暗示的那樣，它瞄準(zhǔn)的是冷存儲市場，因此它的速度也是相對較慢的。一旦用戶要求存取數(shù)據(jù)，也就是被亞馬遜稱為需要檢索數(shù)據(jù)的時(shí)候，通常要等3到5個(gè)小時(shí)的時(shí)間數(shù)據(jù)才能被下載。

　　亞馬遜沒有透露Glacier使用的是何種基礎(chǔ)存儲技術(shù)，馬克彼得斯懷疑那項(xiàng)服務(wù)可能是建立在磁帶存儲解決方案之上。彼得斯說：“為什么要等3到5個(gè)小時(shí)那么久呢?可能是因?yàn)橄到y(tǒng)并不是完全自動(dòng)化的，需要派人去查找和取用磁帶。另一方面，讓客戶等待可能是亞馬遜故意采取的一種策略?！?/p>

　　不管真正的原因是什么，這都給希捷的EVault提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，讓它能夠提供一種名為LTS2的云存儲服務(wù)方案。LTS2的價(jià)格比Glacier稍貴一點(diǎn)，但是檢索數(shù)據(jù)只要幾秒鐘就行了。該服務(wù)利用旋轉(zhuǎn)磁盤來儲存數(shù)據(jù)，有人懷疑它使用的是希捷自己的疊瓦式磁記錄硬盤，但是這一點(diǎn)從未得到證實(shí)。

　　因此，就冷存儲的未來發(fā)展方向來說，可選的方案肯定不少：低質(zhì)量的閃存、磁帶、充氦硬盤、疊瓦式磁記錄硬盤和熱輔助磁記錄硬盤，還有磁帶與磁盤組成的混合解決方案以及基于云的冷存儲服務(wù)。

　　在這些解決方案中，每一個(gè)都有自己的速度、功率、容量和成本特征，那意味著它們每一個(gè)都有需求和市場。對于Facebook需要儲存的、相對較小的冷存儲文件來說，基于藍(lán)光光盤的存儲解決方案也是有用武之地的。