顛覆性存儲技術(shù)有哪幾種

研究表明，NVMe、存儲類內(nèi)存以及基于意圖的存儲管理等前沿技術(shù)有望改變IT組織存儲、管理和使用數(shù)據(jù)的方式。

幾十年來，存儲技術(shù)的進(jìn)步主要是以容量和速度來衡量的。近年來，通過使存儲變得更智能、更靈活且更易于管理的先進(jìn)新技術(shù)和方法，這些穩(wěn)定的基準(zhǔn)得到了增強(qiáng)。

而在2020年，隨著IT領(lǐng)導(dǎo)者尋求更有效的方式來應(yīng)對由人工智能、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和眾多其他來源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)海嘯，有望給原本發(fā)展平穩(wěn)的存儲市場帶來更大的顛覆。以下是隨著企業(yè)采用率的提高將在2020年帶來更大顛覆的五種存儲技術(shù)。

1.軟件定義存儲

由于得到自動化、靈活性、增加存儲容量，以及提高員工效率的吸引，越來越多的企業(yè)正在考慮向軟件定義存儲（SDS）過渡。

軟件定義存儲（SDS）將存儲資源與其底層硬件分開。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）或存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）系統(tǒng)不同，軟件定義存儲（SDS）設(shè)計可在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的x86系統(tǒng)上運(yùn)行。軟件定義存儲（SDS）采用者受益于工作負(fù)載與存儲之間更智能的交互、靈活的存儲消耗以及實時可擴(kuò)展性。

技術(shù)研究和咨詢機(jī)構(gòu)ISG公司首席顧問Cindy LaChapelle解釋說：“軟件定義存儲（SDS）技術(shù)虛擬化了可用的存儲資源，同時還提供了簡化的存儲管理界面，該界面將不同的存儲池表示為統(tǒng)一的存儲資源?！?/p>

軟件定義存儲（SDS）提供抽象、移動性、虛擬化以及存儲資源管理和優(yōu)化。該技術(shù)還要求管理者將對硬件作為最重要的企業(yè)存儲元素的看法轉(zhuǎn)變?yōu)閷χС殖潭容^低的參與者的看法。在2020年，管理人員將出于各種原因部署軟件定義存儲（SDS）。

LaChapelle說：“通常，我們的目標(biāo)是通過減少管理工作量來降低運(yùn)營成本。固態(tài)硬盤（SSD）技術(shù)正在改變組織使用和管理其存儲需求的方式，使它們成為向軟件定義存儲（SDS）過渡的主要候選產(chǎn)品。這些技術(shù)為組織提供了更大的控制和可配置性，以實現(xiàn)正確的性能和容量級別，同時還優(yōu)化了利用率和控制成本。”

選擇對軟件定義存儲（SDS）的顛覆最小的方法要求對容量和性能的應(yīng)用程序要求有清晰而透徹的了解。潛在的采用者還需要誠實評估其組織管理軟件定義存儲（SDS）環(huán)境的能力。根據(jù)內(nèi)部專業(yè)技術(shù)水平的不同，具有預(yù)包裝軟件和硬件的軟件定義存儲（SDS）設(shè)備通常會提供最佳的采用過程。

2.NVMe/NVMe-oF

早期的閃存設(shè)備通過SATA或SAS連接，這是數(shù)十年前為機(jī)械硬盤（HDD）開發(fā)的傳統(tǒng)接口。NVMe（非易失性內(nèi)存Express）運(yùn)行在外圍組件互連Express（PCIe）層之上，是一種功能更強(qiáng)大的通信協(xié)議，專門針對高速閃存存儲系統(tǒng)。

NVMe支持低延遲命令和并行隊列，旨在利用高端SSD硬盤的性能。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)TEPPER學(xué)院商業(yè)技術(shù)助理教授Yan Huang說，“與現(xiàn)有協(xié)議相比，它不僅為現(xiàn)有應(yīng)用程序提供了更高的性能和更低的延遲，而且還為數(shù)據(jù)中心、云計算和邊緣環(huán)境中的實時數(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對于數(shù)據(jù)驅(qū)動型業(yè)務(wù)特別有價值，尤其是那些需要實時數(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)動器。它也可以用作網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。NVMe-oF（NVMe over Fabrics）的到來現(xiàn)在使組織可以創(chuàng)建具有與直接附加存儲（DAS）相當(dāng)?shù)难舆t的高性能存儲網(wǎng)絡(luò)。因此，可以在需要時在服務(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代表了性能和低延遲方面的飛躍。

存儲制造商Viking Enterprise Solutions公司首席架構(gòu)師Richard Elling說：“這可以實現(xiàn)以前無法實現(xiàn)或成本過高的新解決方案、應(yīng)用和用例?！?/p>

迄今為止，缺乏健壯性和成熟度限制了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)用程序和用例的采用急劇加速，盡管在早期采用階段僅經(jīng)歷了適度的增長，但我們現(xiàn)在看到NVMe和NVMe-oF取得了長足發(fā)展，并在2020年加速了部署。”

3.計算存儲

一種允許在存儲層而不是由服務(wù)器CPU在主存儲器中執(zhí)行某些處理的方法，計算存儲吸引了越來越多的IT領(lǐng)導(dǎo)者。

新興的人工智能和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要更大數(shù)量的高性能存儲和額外的計算資源，但將數(shù)據(jù)移動到服務(wù)器的處理器既昂貴又低效。富士通公司解決方案實驗室技術(shù)孵化器高級存儲架構(gòu)師Paul von Stamwitz說，“由于高性能的固態(tài)硬盤，將計算移近存儲的趨勢已經(jīng)持續(xù)了好幾年。”觀察家認(rèn)為，2020年將是該方法最終進(jìn)入IT主流的一年。

von-Stamwitz解釋說，“可以通過幾種不同的方式來使用計算存儲，從使用小型邊緣設(shè)備在將數(shù)據(jù)發(fā)送到云平臺之前過濾數(shù)據(jù)，到為數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)分類的存儲陣列，再到為大型數(shù)據(jù)應(yīng)用轉(zhuǎn)換大型數(shù)據(jù)集的機(jī)架級系統(tǒng)?！?/p>

von-Stamwitz建議說：“NVMe和容器是計算存儲的主要支持者。因此，如果他們還沒有這樣做，則IT經(jīng)理應(yīng)該計劃過渡到基于NVMe和基于容器的基礎(chǔ)設(shè)施。此外，管理人員可以確定可以從提高的計算存儲效率中受益最多的應(yīng)用程序，并與合適的供應(yīng)商合作。”

4.存儲級內(nèi)存

預(yù)計存儲類內(nèi)存（SCM）的廣泛采用已經(jīng)有好幾年了，而2020年可能是它最終實現(xiàn)的一年。雖然英特爾Optane、東芝XL Flash和三星Z-SSD內(nèi)存模塊都已經(jīng)推出一段時間了，但到目前為止，它們的影響還沒有完全發(fā)揮。

企業(yè)存儲軟件開發(fā)商Weka.io公司首席技術(shù)官Andy Watson說：“現(xiàn)在最大的不同是，英特爾公司已經(jīng)使他們的Optane DCPMM永久性內(nèi)存模塊版本能夠正常工作。這改變了游戲規(guī)則?！?/p>

英特爾公司的設(shè)備融合了快速但易失的內(nèi)存和較慢但持久的NAND存儲的特性。這種兩個步驟旨在提高用戶處理大型數(shù)據(jù)集的能力，同時提供內(nèi)存的速度以及NAND的容量和持久性。

存儲類內(nèi)存（SCM）不僅比基于NAND的閃存要快，而且速度要快1000倍。Watson說：“這是微秒延遲，而不是毫秒。我們將需要花費(fèi)一些時間來解決應(yīng)用程序和基礎(chǔ)設(shè)施意味著什么。” Watson預(yù)測，存儲類內(nèi)存（SCM）最初的大發(fā)展將是擴(kuò)展內(nèi)存，并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來實現(xiàn)高達(dá)768TB的占用空間。

計劃采用存儲類內(nèi)存（SCM）的數(shù)據(jù)中心將僅限于部署在使用最新一代Intel CPU（Cascade Lake）的服務(wù)器上，這一事實可能會削弱該技術(shù)的直接影響。。Watson說：“但是投資回報率可能變得不可抗拒，以至于它可能會推動數(shù)據(jù)中心升級的浪潮，以迎接與這場重大變革相關(guān)的不斷發(fā)展的機(jī)遇?！?/p>

5.基于意圖的存儲管理

基于意圖的存儲管理將基于軟件定義存儲（SDS）和其他最新的存儲創(chuàng)新，有望在2020年及以后改善存儲架構(gòu)的規(guī)劃、設(shè)計和實施，尤其是對于那些處理關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境的組織。

企業(yè)存儲軟件開發(fā)商Datera公司首席技術(shù)官Hal Woods說，“基于意圖的方法可以為網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有應(yīng)用程序帶來與我們在網(wǎng)絡(luò)中看到的相同優(yōu)勢，例如快速擴(kuò)展，運(yùn)營敏捷性?！彼a(bǔ)充說，與傳統(tǒng)的存儲管理相比，該方法還可以將部署時間和管理工作壓縮幾個數(shù)量級，同時更不容易出錯。

借助基于意圖的存儲管理，指定期望結(jié)果（例如“需要快速存儲”）的開發(fā)商不會被管理開銷所消耗，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，其中包括性能、可用性、效率和數(shù)據(jù)放置，并允許軟件中的智能來優(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管理，開發(fā)人員可以簡單地調(diào)整存儲策略，而不必費(fèi)更多的時間人工調(diào)整每個陣列?！?/p>

Woods表示，部署、消耗、遙測、分析和軟件定義存儲（SDS）技術(shù)的連續(xù)和自主循環(huán)使基于意圖的存儲成為可能?！比缓?，軟件定義存儲（SDS）系統(tǒng)可以采用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，以持續(xù)確保滿足客戶指定的意圖，甚至允許在人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)引擎提供有關(guān)改善客戶環(huán)境的反饋時無中斷地調(diào)整意圖。

與任何顛覆性技術(shù)一樣，基于意圖的存儲管理的缺點是部署與承諾價值之間的障礙。Woods指出，“基于意圖的存儲并非一刀切的技術(shù)。它在分散、大規(guī)模、關(guān)鍵任務(wù)的環(huán)境中提供了最大的價值，在這種環(huán)境中，提供開發(fā)人員的速度和操作敏捷性將對業(yè)務(wù)產(chǎn)生最大的影響。對于規(guī)模較小或不太重要的環(huán)境，諸如直接連接存儲或超融合基礎(chǔ)設(shè)施之類的方法通常就足夠了?！?/p>

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