eWEEK News: Новые технологии хранения данных быстро развиваются, а старые — просто продолжают работать

Технологии хранения продолжают развиваться с головокружительной быстротой — как в плане появления новых материалов, так и в плане расширения способов их применения.

Новые продукты и технологии, такие как флэш-память NAND (Not AND), карты PCIe (Peripheral Component Interconnect express), клонирование образов, создание пулов хранения, автоматизация, улучшенные средства управления емкостью хранения и системы с повышенной плотностью размещения данных на цифровой магнитной пленке, поставляются на рынок как устоявшимися производителями, так и стартапами. Эти технологии создают основу будущих систем хранения.

Большинство аналитиков полагает, что проверенные и надежные жесткие диски, а также ленточные системы долговременного хранения данных будут широко использоваться еще 10—20 лет, пока производители твердотельных накопителей не дождутся заката обеих технологий. Предприятия инвестировали слишком много в эти технологии, и они прекрасно работают в устоявшихся конфигурациях. Кроме того, новейшие технологии хранения данных еще не набрали пика своей формы.

Одна из таких футуристических технологий — интересная, хотя и не совсем новая — память со сменой фазового состояния (phase-change memory, PCM), способная заменить твердотельную флэш-память NAND. Более 40 лет PCM является ключевым компонентом перезаписываемых CD, DVD и дисков Blu-ray, использующих лазерную оптику. Но только в последнее десятилетие исследования IBM, Intel, Micron (в лице PCM-подразделения Numonyx) и Hynix показали, что PCM также может хорошо послужить в секторе хранения цифровых данных. Флэш-диски ограничены хранением одного бита данных в ячейке памяти. Однако около шести месяцев назад исследовательская команда IBM в Цюрихе нашла путь к надежному хранению в каждой PCM-ячейке нескольких бит данных; ранее биты часто терялись или искажались с непредсказуемой зависимостью от времени. “Теперь мы сосредоточились на решении этой проблемы и полагаем, что нам удалось ее решить”, — сообщил eWEEK доктор Харис Позидис, руководитель направления технологий памяти в исследовательском центре IBM в Цюрихе.

По словам г-на Позидиса, эти новейшие разработки позволят создать твердотельные накопители, способные хранить такой же объем данных, как и флэш-диски NAND (до 1 Тб) и обеспечивающие при этом стократное увеличение скорости передачи данных и гораздо более продолжительное время службы. “Сегодняшние промышленные флэш-накопители выдерживают около 30 тыс. циклов чтения/записи, в то время как PCM накопители — более 10 млн. циклов, — говорит г-н Позидис. — То есть обеспечивается улучшение данного параметра на несколько порядков и открывает прекрасные перспективы для производителей памяти и корпоративных пользователей”.

Однако Позидис и другие эксперты говорят, что PCM нужно еще от трех до пяти лет, чтобы стать реальным продуктом. Предстоит провести еще огромное количество тестов и найти способы производства этих накопителей в массовом масштабе.

Разработки будущего

В будущем мы увидим новые разработки, в частности существенно улучшенные масштабные файловые системы, средства долговременного архивирования дисков, усовершенствованные механизмы управления системой хранения и носители с увеличенной емкостью. Носители информации, такие как вращающиеся жесткие диски, твердотельные диски, цифровая магнитная лента и оптические диски, продолжают наращивать свою емкость и качество по мере того, как инженеры достигают очередных успехов. Существенное увеличение скорости передачи по сети и обработки данных также вносит вклад в совершенствование систем хранения.

В применении сегодняшних стандартных технологий хранения данных есть ряд нововведений, которые заслуживают упоминания. Технология NAND продолжит свой путь из карманных устройств в дата-центры. “Использование флэш-памяти NAND — устойчивый тренд в корпоративном секторе”, — говорит Генри Балтазар, аналитик по технологиям хранения из аналитической компании The 451 Group .Технология MLC (multilevel cell — многоуровневая ячейка) флэш-памяти — наиболее часто используемая в потребительских товарах — находит все более широкое применение и в корпоративных приложениях. Эта технология дешевле, чем флэш-память SLC (single-level cell — одноуровневая ячейка). Например, у такого производителя, как SanDisk, устройства высшего уровня типа SAS (serial attached storage), использующие SLC, продаются по цене около 20 долл. за гигабайт. Аналогичные устройства на базе MLC — около 10 долл. за гигабайт.

Также все большую популярность получают карты PCIe. Аналитик Джим Хэнди из Objective Analysis дает прогноз, что формат PCIe на основе флэш-памяти NAND будет доминировать в корпоративном сегменте рынка твердотельных дисков в 2012 г. и в штучном выражении превысит суммарный объем продаж в сегментах SAS и Fibre Channel. Intel запустила формат PCIe в 2004 г. Это стандарт карт расширения, основанный на последовательных связях “точка — точка” вместо архитектуры разделяемой параллельной шины. PCIe должен прийти на смену стандартам PCI, PCI-X и AGP. Флэш-память с интерфейсом PCIe способна обойти традиционные издержки систем хранения и обеспечить сокращение задержек, увеличение пропускной способности и применение эффективных механизмов обработки больших массивов данных.

Клонирование образов виртуальных машин

Нам также предстоит увидеть нечто под названием “клонирование образов виртуальных машин” в качестве альтернативы снэпшотам (мгновенным снимкам) файловых систем и хранилищ данных. В этом направлении лидером является Oracle, чей новый пакет виртуализации VirtualBox (версия 4.1 была выпущена в нынешнем году) включает новый механизм клонирования виртуальных машин — один из первых на рынке.

“Сейчас, если вы делаете снэпшот работающей виртуальной машины, то получаете дочерний объект этой машины, — поясняет Вим Кокертс, вице-президент Oracle по Linux и технологиям виртуализации. —И он не может впоследствии существовать независимо. Создавая клон, вы получаете новую сущность, которая может функционировать самостоятельно и позволяет снимать собственные снэпшоты”.

Снэпшот — объект, являющийся частью виртуального диска, поэтому его нельзя скопировать на какой-либо другой сервер и как-то затем использовать. Кроме того, это “вещь в себе”, его содержимое никак нельзя просмотреть. Клон — полностью самостоятельный виртуальный диск, который в дальнейшем может использоваться независимо от “материнской” виртуальной машины. А это дает возможность автоматизировать восстановление после сбоя — как в собственном дата-центре, так и в облаке. В прошлом переподключение систем хранения к серверам и запуск этих серверов после сбоя питания производились вручную.

Однако сегодняшние программные системы достаточно умны для того, чтобы поднимать после сбоев большие виртуализованные системы намного быстрее и с меньшими усилиями. Такие системы предлагают Dell EqualLogic, EMC Data Domain, Hewlett-Packard and VMware.

Создание пула систем хранения — еще одна горячая тема. Этот подход в виртуализации систем хранения выделяет конкретные области систем хранения для использования конкретными потоками данных — например, для организации совместного использования ПО разными подписчиками (multitenant service). В этом направлении пальму первенства держит Sepaton, да и другие производители стараются не отставать.

Обычные виртуализованные системы хранения разбивают файлы на блоки данных, которые распределяются по нескольким дата-центрам или узлам хранения, и затем собирают файлы по запросу. Хранение блоков данных поближе друг к другу в рамках пула обеспечивает более быструю сборку файлов.

Благодаря всем этим нововведениям у ИТ-менеджеров появляется больший выбор в поиске решений по повышению емкости и производительности систем хранения. Это также открывает перед ними возможность выбора оптимальной производительности по оптимальной цене.

Версия для печати