Get best of the week

لماذا يجب على الشركات التحول إلى بيئة مفتوحة قبل عصر زيتابي؟

يشهد نمو البيانات مسارًا حادًا ، ووفقًا لتوقعات مؤسسة البيانات الدولية (IDC) ، في عام 2023 سيتم إنشاء 103 زيتابايت من المعلومات حول العالم. مع الانتشار الإضافي لأجهزة 5G IoT والنمو الكبير في شركات الفيديو ، ستقوم بتكييف تقنياتها لتخزين البيانات واستخراج المعلومات القيمة منها ، وحتى الآن بالكاد اتصلنا بهذه العملية. على الرغم من أنه يمكن بالفعل قول شيء واحد على وجه اليقين: من الواضح أنه ، على وشك عصر زيتتابايت ، يجب على الشركات إعادة النظر في نهجها في هندسة مراكز البيانات من أجل مواكبة مثل هذه الاتجاهات في المستقبل.



نهج جديد لهندسة التخزين في عصر زيتابيتي


بادئ ذي بدء ، ما هو زيتابيت؟ Zettabytes تريليون غيغابايت. هذا كثير من البيانات ، ولكن - على عكس غيغابايت أو حتى تيرابايت - لا يعرف الجميع كلمة "zettabyte" ، وقد يكون السبب هو الحاجة إلى تخزين مثل هذا الحجم من المعلومات لأغراض تجارية نادرة. لكن هذا لن يكون دائما.

سيعتمد الابتكار والمنتجات والمتطلبات خلال هذا التحول المعماري الجديد على عدة عوامل رئيسية.

أولاً: الحاجة إلى تصنيف أنظمة الحوسبة و SDH وموارد الشبكة لتعظيم الاستخدام الفعال والأمثل لكل من هذه المكونات. التصنيف هو الطريقة الوحيدة للتعامل مع حجم البيانات وسرعتها وتنوعها التي سيجلبها عصر zettabyte.

ثانياً: يجب أن تكون البنية التحتية للتخزين مصممة لغرض معين ، أي أنها متخصصة. لن تتمكن الشركات بعد الآن من الاعتماد على حلول غير متخصصة للاستخدام على نطاق واسع ، حيث إن الحل الفردي لن يكون قادرًا ببساطة على حل مجموعة كاملة من المهام واسعة النطاق. في عالم zettabytes ، سيتعين على الشركات أن تعمل بأكبر قدر ممكن من الإنتاجية وأن تركز كل اهتمامها على تحقيق هدف واحد - لضمان التوازن المثالي بين القدرة والكثافة والتكلفة.

ثالثًا: يجب أن تتداخل جميع عناصر العملية المختلفة مع بعضها البعض ومعالجة البيانات بذكاء. يجب إعداد التفاعل بين الأجهزة والبرامج ، ولكن من أجل تطوير الأجهزة والبرامج بشكل صحيح ، يجب أن تكون على دراية جيدة بالمجموعة الكاملة من التقنيات ، عندها فقط سيكون من الممكن زيادة أداء ووظائف المجمع بأكمله.

حلول متخصصة تعتمد على تقنية التسجيل المغناطيسي المبلطة (SMR)


عند النظر في الحلول الممكنة التي يمكن أن تلبي الاحتياجات المستندة إلى البيانات في العقد المقبل ، يبدو من المهم الحصول على تعليقات من مجتمعات برمجيات مفتوحة المصدر ومحترفة حول التقنيات الرئيسية التي تكمن وراء التسجيل المغناطيسي المتجانب (SMR). باستخدام SMR ، يتم وضع مسارات البيانات على القرص واحدًا فوق الآخر ، نظرًا لأن مصنعي المعدات يمكنهم زيادة السعة بنحو 20٪. هذا ممكن فقط مع التسجيل التسلسلي لمسار البيانات العلوي ، ثم لا يتغير المسار السفلي.

بالنسبة للعديد من الحلول القابلة للتوسعة ، سيكون التسجيل التسلسلي خيارًا جيدًا ، حيث يتم تنفيذ مهام العمل واسعة النطاق ، مثل دفق الفيديو ، باستخدام مبدأ الكتابة مرة واحدة / قراءة متعددة. لكن تحسين الأداء لتنفيذ SMR يتطلب إعادة تصميم البنية على جانب المضيف النهائي: تحتاج إلى تغيير نظام التشغيل لنشر السجلات بالتتابع ، أو حتى السماح للتطبيق برؤية أن البيانات تتم كتابتها بالتسلسل.

في المرحلة الأولية ، ستكون هناك حاجة إلى بعض التغييرات لتغيير الهيكل ، ولكن المزايا الضخمة من حيث زيادة الكثافة وخفض التكاليف ستوضح بوضوح جميع مزايا الأجهزة والهياكل المتخصصة التي تأخذ في الاعتبار ميزات التطبيق.

استخدام تقنية مساحات الأسماء


قد تبدو مقارنة محركات الأقراص الصلبة مع دعم تقنية SMR ومحركات أقراص SSD أمرًا غريبًا ، لأنه من نواحٍ عديدة تكون هذه التقنيات متباعدة جدًا من الناحية النظرية. ومع ذلك ، إذا نظرت إلى SSDs و NANDs في سياق مكانها في مستقبل مفصل ، يمكنك العثور على التكنولوجيا المصاحبة لـ SMR / HDD ، ويطلق عليها Zoned Namespaces (ZNS).

تم تصميم أجهزة التخزين المزودة بذاكرة NAND فقط لعدد معين من عمليات الحذف والسجلات ، وبالتالي ، يجب إدارتها. تدير طبقة طبقة الترجمة فلاش (FTL) بذكاء كل شيء من ذاكرة التخزين المؤقت إلى الأداء ويسمح لك حتى بالتآكل. ومع ذلك ، على مقياس زيتتابيت ، يقدم عنصر التحكم هذا على مستوى الجهاز مستوى متوسط ​​بين المضيف ومحرك الأقراص المحدد ، مما يؤثر سلبًا على النطاق الترددي وزمن الوصول والتكلفة.

ولكن في العصر الجديد ، سترغب الشركات في إبقاء هذه المؤشرات تحت السيطرة وتعظيم كفاءة العمل ، لذلك يجب نقل وظيفة الإدارة هذه من مستوى الجهاز إلى مستوى المضيف ، وجوهر نهج SMR هو بالضبط هذا.

يقسم ZNS محرك الأقراص المحمول إلى مناطق ، وتصبح كل منطقة مساحة اسم معزولة. يمكن لمزودي الحلول السحابية ، على سبيل المثال ، توزيع أنواع مختلفة من أعباء العمل أو البيانات على مناطق مختلفة ، وبالتالي اكتساب القدرة على تحديد أنماط الاستخدام التي يمكن التنبؤ بها لعدد معين من المستخدمين. ولكن الأهم من ذلك ، أن البيانات مكتوبة بالتتابع في المنطقة ، كما هو الحال في التسجيلات المغناطيسية المبلطة. وفجأة تختفي الحاجة إلى إدارة محرك الأقراص بالكامل. مجموع:

  • مدخرات إضافية ، حيث لا توجد حاجة لتضخيم "متنزه" محركات أقراص NAND المحمولة ؛
  • إطالة عمر القرص عن طريق تقليل التسجيل المفرط ؛
  • تخفيض كبير في التأخير ؛
  • زيادة خطيرة في عرض النطاق الترددي.



Zoned Storage - منصة موحدة لدعم تقنيات SMR و ZNS


بينما تستعد الشركات لزيادة احتياجاتها من المعلومات ، يتم إعطاء دور مهم لمبادرات مثل Zoned Storage ، والعمل مع المجتمع المهني لتأسيس ZNS كمعيار مفتوح يمكنه استخدام نفس الواجهات وواجهة برمجة التطبيقات (API) مثل SMR. ستتيح هذه الخطوة للمستخدمين استخدام واجهة واحدة للوصول إلى مستوى التخزين بالكامل. ونتيجة لذلك ، سيجد المهندسون المعماريون لمركز البيانات أنه من الأسهل التبديل إلى البنى القائمة على zettabyte لأنه ليس عليهم تغيير التطبيقات بغض النظر عن حل التخزين الذي يختارونه. سيسمح استخدام البنى التفصيلية والمتخصصة والذكية للشركات بإيجاد توازن جديد بين الأداء ووقت الاستجابة والتكلفة.

More articles:


All Articles