2020年的五種顛覆性存儲(chǔ)技術(shù)

John Edwards

幾十年來，存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步主要以容量和速度來衡量。如今情況已經(jīng)發(fā)生了變化。近年來，由于出現(xiàn)了新的技術(shù)和方法，使得存儲(chǔ)更加智能、更加靈活且更易于管理，因此原來的衡量基準(zhǔn)得到了強(qiáng)化，甚至?xí)蝗〈?/p>

隨著IT領(lǐng)導(dǎo)者開始尋求更有效的方法來應(yīng)對(duì)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和眾多其他來源所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)海嘯，原本已經(jīng)僵化的存儲(chǔ)市場明年可能會(huì)被攪動(dòng)起來。以下五種存儲(chǔ)技術(shù)隨著企業(yè)的不斷采用，在2020年將對(duì)市場產(chǎn)生顛覆性影響。

軟件定義存儲(chǔ)

受到自動(dòng)化、靈活性、存儲(chǔ)容量增加和員工效率提升的的吸引，越來越多的企業(yè)正在考慮轉(zhuǎn)向軟件定義存儲(chǔ)（SDS）。

SDS將存儲(chǔ)資源與其底層硬件分離開來。與常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）或存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）系統(tǒng)不同，SDS設(shè)計(jì)為可在任何行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的x86系統(tǒng)上運(yùn)行。SDS部署者可獲得的優(yōu)勢包括工作負(fù)載與存儲(chǔ)之間的交互更加智能、敏捷的存儲(chǔ)消耗和實(shí)時(shí)可擴(kuò)展性。

技術(shù)研究和咨詢公司ISG的首席顧問Cindy LaChapelle解釋說：“SDS技術(shù)虛擬化了可用的存儲(chǔ)資源，同時(shí)還提供了簡潔的存儲(chǔ)管理界面，將不同的存儲(chǔ)池顯示為統(tǒng)一的存儲(chǔ)資源。”

SDS提供了抽象、移動(dòng)性、虛擬化以及存儲(chǔ)資源管理與優(yōu)化。該技術(shù)還要求管理人員轉(zhuǎn)變觀念，原來的觀念把硬件視為最重要的企業(yè)存儲(chǔ)元素，現(xiàn)在的新觀念不再把硬件視為關(guān)鍵的支持元素。在2020年，管理人員將出于各種原因開始部署SDS。

LaChapelle說：“通常，目標(biāo)是通過減少管理工作量來提高運(yùn)營費(fèi)用。固態(tài)硬盤（SSD）技術(shù)正在改變許多組織機(jī)構(gòu)使用和管理其存儲(chǔ)需求的方式，讓其成為了向SDS過渡的主要潛在部署者。這些技術(shù)為組織機(jī)構(gòu)提供了更好的控制性和可配置性，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)男阅芎腿萘浚瑫r(shí)這些技術(shù)還優(yōu)化了利用率和控制了成本。”

如果想將SDS的顛覆性降到最低，用戶需要清晰而透徹地了解應(yīng)用程序?qū)θ萘亢托阅艿囊?。潛在部署者還需要誠實(shí)地評(píng)估其組織管理SDS環(huán)境的能力。根據(jù)內(nèi)部專業(yè)技術(shù)水平的不同，擁有預(yù)包裝軟件和硬件的SDS設(shè)備通常會(huì)提供最佳的部署流程。

NVMe/NVMe-oF

早期的閃存設(shè)備通過SATA或SAS（數(shù)十年前為硬盤驅(qū)動(dòng)器開發(fā)的接口）連接的。運(yùn)行在PCIe（外圍組件互連高速）層之上的NVMe（非易失性內(nèi)存Express），是一種功能更強(qiáng)大的通信協(xié)議，專門針對(duì)的是高速閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)。NVMe支持低延遲命令和并行隊(duì)列，旨在利用高端SSD的性能。

卡耐基梅隆大學(xué)Tepper商學(xué)院助理教授Yan Huang說：“與現(xiàn)有協(xié)議相比，它們不僅為現(xiàn)有應(yīng)用程序提供了顯著更高的性能和更低的延遲，而且還為數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算和邊緣環(huán)境中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理提供了新功能。這些功能可以幫助企業(yè)在大數(shù)據(jù)環(huán)境中脫穎而出。”NVMe對(duì)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型業(yè)務(wù)具有特別的價(jià)值，尤其是那些需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析或以新興技術(shù)為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)。

NVMe協(xié)議不僅限于連接閃存驅(qū)動(dòng)器，它們也可以用作網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。NVMe-oF的出現(xiàn)使得企業(yè)可以創(chuàng)建超高性能存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，其延遲可與直接連接存儲(chǔ)（DAS）媲美，因此可以在需要時(shí)在服務(wù)器之間共享閃存設(shè)備。

與以前的產(chǎn)品（例如SATA和SAS）相比，NVMe和NVMe-oF在性能和低延遲方面均出現(xiàn)了飛躍。存儲(chǔ)制造商Viking Enterprise Solutions的首席架構(gòu)師Richard Elling說：“這可以實(shí)現(xiàn)以前無法實(shí)現(xiàn)或成本過高的新解決方案、應(yīng)用程序和用例?！?/p>

迄今為止，成熟度和穩(wěn)健性的缺乏限制了NVMe/NVMe-oF的采用。Elling指出：“通過增強(qiáng)功能，例如新發(fā)布的基于TCP的NVMe，我們看到新應(yīng)用程序和用例的部署率在快速增長。盡管在早期部署階段增長較為溫和，但是現(xiàn)在我們看到NVMe和NVMe-oF已經(jīng)取得了長足發(fā)展，并將在2020年開始加快部署速度。”

計(jì)算存儲(chǔ)

作為一種允許主機(jī)CPU在存儲(chǔ)層而不是在主存儲(chǔ)器上執(zhí)行流程的方法，計(jì)算存儲(chǔ)吸引了越來越多IT領(lǐng)導(dǎo)者的興趣。

新興的人工智能和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序需要越來越多的高性能存儲(chǔ)以及額外的計(jì)算資源，但是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到主機(jī)處理器既昂貴又效率低下。技術(shù)孵化器富士通解決方案實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)師Paul von-Stamwitz說：“得益于高性能的SSD，將計(jì)算移向存儲(chǔ)的趨勢已經(jīng)持續(xù)了好幾年?！币恍┯^察人士認(rèn)為，2020年將是該方法進(jìn)入IT主流的一年。

von-Stamwitz解釋說：“計(jì)算存儲(chǔ)可以通過幾種不同的方式被使用，例如使用小型邊緣設(shè)備在將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端之前過濾數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)排序的存儲(chǔ)陣列，為大數(shù)據(jù)應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換大型數(shù)據(jù)集的機(jī)架級(jí)系統(tǒng)?！?/p>

NVMe和容器是計(jì)算存儲(chǔ)的主要賦能器。von-Stamwitz建議說：“如果還沒有做這些工作，那么IT經(jīng)理應(yīng)該計(jì)劃過渡到基于NVMe和基于容器的基礎(chǔ)設(shè)施上。此外，管理人員能夠確定哪些應(yīng)用程序從計(jì)算存儲(chǔ)效率提升中受益最多，并與相應(yīng)的供應(yīng)商展開合作。”

存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存

多年來人們一直認(rèn)為存儲(chǔ)級(jí)內(nèi)存（SCM）終將會(huì)被廣泛采用，2020年可能這一預(yù)測變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的一年。盡管英特爾Optane、東芝XL-Flash和三星Z-SSD內(nèi)存上市已經(jīng)有一段時(shí)間，但是到目前為止，它們還沒有產(chǎn)生什么顛覆性影響。

企業(yè)存儲(chǔ)軟件開發(fā)商Weka.io的首席技術(shù)官Andy Watson表示：“現(xiàn)在最大的變化是英特爾已經(jīng)使他們的Optane DCPMM持久性內(nèi)存模塊能夠正常工作。這是一款改變游戲規(guī)則的產(chǎn)品?！?/p>

英特爾的設(shè)備融合了快速但易失的DRAM的優(yōu)點(diǎn)和較慢但持久的NAND存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)。這種DRAM和NAND的優(yōu)點(diǎn)整合在一起可以提高用戶處理大型數(shù)據(jù)集的能力，同時(shí)為用戶提供DRAM的速度以及NAND的容量和持久性。

SCM不僅比基于NAND的閃存在速度上要快1000倍。Watson 說：“延遲將是微秒級(jí)的，而不是再是毫秒級(jí)了?！彼a(bǔ)充說：“我們需要一些時(shí)間來針對(duì)這一優(yōu)勢好好規(guī)劃一下我們的應(yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施?！盬atson預(yù)測SCM最初大顯身手的地方將是擴(kuò)展內(nèi)存，他指出第三方軟件已經(jīng)允許內(nèi)存中的應(yīng)用程序使用Optane來實(shí)現(xiàn)高達(dá)768TB的占用空間。

由于計(jì)劃采用SCM的數(shù)據(jù)中心僅限于部署在使用最新一代英特爾CPU（Cascade Lake）的服務(wù)器上，因此這有可能會(huì)降低該技術(shù)的直接影響。Watson說：“由于投資回報(bào)率非常誘人，因此可能引發(fā)數(shù)據(jù)中心升級(jí)浪潮，以迎接這一巨變帶來的發(fā)展機(jī)遇?！?h3>基于意圖的存儲(chǔ)管理

在SDS和其他最新存儲(chǔ)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，基于意圖的存儲(chǔ)管理有望在2020年以后改善存儲(chǔ)架構(gòu)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施，尤其是對(duì)于那些需要處理關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境的組織機(jī)構(gòu)。

企業(yè)存儲(chǔ)軟件開發(fā)商Datera的首席技術(shù)官 Hal Woods說：“快速擴(kuò)展、運(yùn)營敏捷性和新興技術(shù)部署等是多年來我們在網(wǎng)絡(luò)中看到的優(yōu)勢，如今基于意圖的方法也可以為現(xiàn)有的和新的應(yīng)用程序提供這些優(yōu)勢?！彼€補(bǔ)充說，與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)管理相比，該方法還可以將部署時(shí)間和管理工作壓縮幾個(gè)數(shù)量級(jí)，并且更不容易出錯(cuò)。

借助基于意圖的存儲(chǔ)管理，有特殊需求（例如“我需要快速存儲(chǔ)”）的開發(fā)人員可以擺脫管理開銷的束縛，因此可以更快地配置容器、微服務(wù)或常規(guī)應(yīng)用程序。

Woods說：“基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商可以管理應(yīng)用程序和開發(fā)人員的需求，包括性能、可用性、效率和數(shù)據(jù)放置，并允許通過軟件中的智能來優(yōu)化數(shù)據(jù)環(huán)境，以滿足應(yīng)用程序的需求。” 此外，借助基于意圖的存儲(chǔ)管理，開發(fā)人員可以便捷地調(diào)整存儲(chǔ)策略，不必花上幾天時(shí)間手動(dòng)調(diào)整每個(gè)陣列。

由部署、使用、遙測、分析和SDS技術(shù)構(gòu)成的持續(xù)且自治的循環(huán)使基于意圖的存儲(chǔ)成為了可能。Woods說：“SDS系統(tǒng)可以采用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來持續(xù)確保滿足客戶指定的意圖，甚至可以在人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)引擎提供有關(guān)改善客戶環(huán)境的反饋的情況下無中斷地調(diào)整意圖?！?/p>

與任何顛覆性技術(shù)一樣，基于意圖的存儲(chǔ)管理也存在平衡部署門檻與承諾價(jià)值之間的問題。Woods指出：“基于意圖的存儲(chǔ)并不是一種普遍適用性技術(shù)。它們在分散的、大規(guī)模的、關(guān)鍵任務(wù)的環(huán)境中可以發(fā)揮最大價(jià)值。在這種環(huán)境中，開發(fā)人員的速度和運(yùn)營敏捷性將會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)產(chǎn)生最大的影響。但是對(duì)于規(guī)模較小的且不太重要的環(huán)境，諸如直接連接存儲(chǔ)或超融合基礎(chǔ)設(shè)施之類的方法通常就足夠了。”

本文作者John Edwards 為資深商業(yè)技術(shù)記者，曾在《紐約時(shí)報(bào)》《華盛頓郵報(bào)》以及CIO、Computerworld、Network World、CFO Magazine、IBM Data Management Magazine、RFID Journal和Electronic Design等眾多商業(yè)和技術(shù)刊物上發(fā)表過大量文章。

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