😎 🐬 👩🏿‍🚒 नई भंडारण प्रौद्योगिकियां: क्या 2020 में कोई सफलता है? 🧜🏿 🔶 👩‍🚒

कई दशकों के लिए, सूचना भंडारण प्रौद्योगिकियों में प्रगति को मापा गया है, सबसे पहले, भंडारण क्षमता और पढ़ने / लिखने के डेटा की गति के संदर्भ में। समय के साथ, इन मूल्यांकन मापदंडों को एचडीडी और एसएसडी ड्राइव को स्मार्ट, अधिक लचीली और प्रबंधित करने में आसान बनाने वाली तकनीकों और विधियों द्वारा पूरक किया गया है। प्रत्येक वर्ष, ड्राइव निर्माता पारंपरिक रूप से संकेत देते हैं कि बड़ा डेटा बाजार बदल जाएगा, और 2020 कोई अपवाद नहीं है। आईटी नेता उत्सुकता से विशाल डेटा धाराओं को संग्रहीत और प्रबंधित करने के प्रभावी तरीकों की तलाश कर रहे हैं, और इसलिए, फिर से भंडारण प्रणालियों के पाठ्यक्रम को बदलने का वादा करते हैं। इस लेख में हमने जानकारी पोस्ट करने के लिए सबसे उन्नत तकनीकों को एकत्र किया है, साथ ही भविष्य के ड्राइव की अवधारणाओं के बारे में बात की है, जो अभी तक उनके भौतिक अहसास को खोजने के लिए है।

सॉफ्टवेयर परिभाषित संग्रहण नेटवर्क

अगर हम स्वचालन, लचीलेपन और सूचना की भंडारण क्षमता बढ़ाने की प्रक्रियाओं के बारे में बात करते हैं, तो कर्मियों की दक्षता में वृद्धि के साथ, अधिक से अधिक उद्यम तथाकथित सॉफ्टवेयर-परिभाषित भंडारण नेटवर्क या एसडीएस (सॉफ्टवेयर-डेफिसिट स्टोरेज) पर स्विच करने की संभावना पर विचार कर रहे हैं।

एसडीएस तकनीक की एक प्रमुख विशेषता सॉफ्टवेयर से हार्डवेयर का पृथक्करण है: अर्थात्, भंडारण कार्यों का वर्चुअलाइजेशन निहित है । इसके अलावा, एक नेटवर्क कनेक्शन (NAS) या भंडारण क्षेत्र नेटवर्क (SAN) के साथ पारंपरिक भंडारण प्रणालियों के विपरीत, एसडीएस को किसी भी मानक x86 सिस्टम में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अक्सर, एसडीएस को तैनात करने का लक्ष्य कम प्रशासनिक प्रयासों की आवश्यकता होने पर परिचालन व्यय (ओपीएक्स) में सुधार करना है।

एचडीडी-ड्राइव की क्षमता 32 टीबी तक बढ़ेगी

पारंपरिक चुंबकीय ड्राइव बिल्कुल नहीं मरे हैं, लेकिन केवल एक तकनीकी पुनर्जागरण का अनुभव कर रहे हैं। आधुनिक HDD पहले से ही उपयोगकर्ताओं को 16 टीबी तक डेटा स्टोरेज की पेशकश कर सकता है। अगले पांच वर्षों में, यह क्षमता दोगुनी हो जाएगी। इसी समय, हार्ड डिस्क ड्राइव सबसे सस्ती रैंडम एक्सेस स्टोरेज बनी रहेगी और कई वर्षों तक डिस्क स्पेस की गीगाबाइट की कीमत में उनकी प्रधानता बनाए रखेगी।

क्षमता विस्तार पहले से ज्ञात तकनीकों पर आधारित होगा:

हीलियम भंडारण (हीलियम वायुगतिकीय खींचें और अशांति को कम करता है, जिससे आप भंडारण में अधिक चुंबकीय प्लेट स्थापित कर सकते हैं; इसके अलावा, गर्मी और ऊर्जा की खपत में वृद्धि नहीं होती है);
थर्मोमेग्नेटिक स्टोरेज (या एचएएमआर एचडीडी, जिसकी उपस्थिति 2021 में होने की उम्मीद है और यह माइक्रोवेव डेटा रिकॉर्डिंग के सिद्धांत पर आधारित है, जब डिस्क के एक भाग को लेजर और मैग्नेटाइज्ड द्वारा गर्म किया जाता है);
एक टाइल-आधारित एचडीडी (या एसएमआर-ड्राइव, जहां डेटा पटरियों को टाइल प्रारूप में एक के ऊपर एक रखा जाता है; यह सूचना रिकॉर्डिंग का एक उच्च घनत्व सुनिश्चित करता है)।

हीलियम स्टोरेज डिवाइस विशेष रूप से क्लाउड डेटा केंद्रों में मांग में हैं, और एसएमआर एचडीडी बड़े अभिलेखागार और डेटा लाइब्रेरी, डेटा तक पहुंचने और अपडेट करने के लिए इष्टतम हैं, जिनकी बहुत बार आवश्यकता नहीं होती है। वे बैकअप बनाने के लिए भी आदर्श हैं।

NVMe ड्राइव तेज हो जाते हैं

पहले एसएसडी को SATA या SAS के माध्यम से मदरबोर्ड से जोड़ा जाता था, लेकिन इन इंटरफेस को चुंबकीय HDD के लिए 10 साल पहले विकसित किया गया था। आधुनिक NVMe प्रोटोकॉल सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया एक अधिक शक्तिशाली संचार प्रोटोकॉल है जो उच्च गति डेटा प्रसंस्करण प्रदान करता है। नतीजतन, 2019-2020 के मोड़ पर, हम एनवीएमई एसएसडी के लिए कीमतों में एक गंभीर गिरावट देखते हैं, जो उपयोगकर्ताओं के किसी भी वर्ग के लिए उपलब्ध हो रहे हैं। एंटरप्राइज़ सेगमेंट में, NVMe समाधानों को विशेष रूप से उन उद्यमों द्वारा सराहा जाता है जिन्हें वास्तविक समय के बड़े डेटा विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

किंग्स्टन और सैमसंग जैसी कंपनियों ने पहले ही दिखाया है कि 2020 में कॉर्पोरेट उपयोगकर्ता क्या भरोसा कर सकते हैं: हम सभी PCIe 4.0 समर्थन के साथ NVMe SSDs की उपस्थिति की प्रतीक्षा कर रहे हैं, जो डेटा केंद्रों को डेटा के साथ काम करते समय और भी अधिक गति प्रदान करने की अनुमति देते हैं। नए उत्पादों का दावा किया गया प्रदर्शन 4.8 जीबी / एस है, और यह सीमा से बहुत दूर है। किंग्स्टन NVMe SSD PCIe जीन 4.0 की अगली पीढ़ी 7 जीबी / एस पर बैंडविड्थ प्रदान करने में सक्षम होगी।

एनवीएमई-ओएफ (या फैब्रिक पर एनवीएमई) विनिर्देश के साथ, संगठन न्यूनतम विलंबता के साथ उच्च-प्रदर्शन भंडारण नेटवर्क बनाने में सक्षम होंगे, जो प्रत्यक्ष डीएएस (या प्रत्यक्ष-संलग्न भंडारण) कनेक्शन के साथ डेटा केंद्रों के साथ प्रतिस्पर्धा करेंगे। उसी समय, NVMe-oF का उपयोग करते हुए, I / O संचालन को अधिक कुशलता से संसाधित किया जाता है, जबकि विलंब DAS प्रणालियों के साथ तुलनात्मक है। विश्लेषकों का अनुमान है कि NVMe-oF- आधारित प्रणालियों की तैनाती 2020 में तेजी से बढ़ेगी।

QLC- मेमोरी अंततः "शूट"?

NAND क्वाड लेवल सेल (QLC) फ्लैश मेमोरी भी बढ़ती बाजार लोकप्रियता को प्रदर्शित करेगी। QLC 2019 में पेश किया गया था और इसलिए बाजार में न्यूनतम वितरण था। यह 2020 में बदल जाएगा, खासकर उन कंपनियों के बीच जिन्होंने अंतर्निहित एलएलसी समस्याओं को दूर करने के लिए लाइटओएस ग्लोबल फ्लैश ट्रांसलेशन लेयर (जीएफटीएल) तकनीक को लागू किया है।

विश्लेषकों के अनुसार, QLC- सेल के आधार पर SSD की बिक्री में 10% की वृद्धि होगी, जबकि TLC- समाधान बाजार के 85% हिस्से पर "कब्जा" करेगा। वैसे भी, QLC SSD अभी भी TLC SSD की तुलना में प्रदर्शन में पीछे है और अगले पांच वर्षों में डेटा सेंटर का आधार नहीं बनेगा।

इसी समय, नंद फ्लैश मेमोरी की लागत 2020 में बढ़ने की उम्मीद है, यही वजह है कि एसएसडी नियंत्रकों फिसन के आपूर्तिकर्ता, उदाहरण के लिए, यह शर्त लगा रहे हैं कि मूल्य वृद्धि अंततः 4-बिट फ्लैश का उपयोग करने के लिए उपभोक्ता ठोस-राज्य ड्राइव बाजार को धक्का देगी। -Memory QLC NAND वैसे, इंटेल की योजना 144-लेयर QLC समाधान (96-लेयर उत्पादों के बजाय) लॉन्च करने की है। खैर ... ऐसा लगता है कि हम एचडीडी के आगे हाशिए पर जाने का इंतजार कर रहे हैं।

SCM मेमोरी: DRAM के करीब गति

SCM मेमोरी (स्टोरेज क्लास मेमोरी) की व्यापक उपलब्धता की भविष्यवाणी कई वर्षों से की जा रही थी, और 2020 वह शुरुआती बिंदु हो सकता है जिस पर ये भविष्यवाणियां आखिरकार सच हो जाएंगी। जबकि इंटेल ऑप्टेन, तोशिबा एक्सएल-फ्लैश और सैमसंग जेड-एसएसडी मेमोरी मॉड्यूल पहले ही कॉर्पोरेट बाजार में प्रवेश कर चुके हैं, उनके दिखने से आश्चर्यजनक प्रतिक्रिया नहीं हुई।

इंटेल डिवाइस धीमी लेकिन लगातार नंद भंडारण के साथ तेज लेकिन अस्थिर DRAM की सुविधाओं को जोड़ती है। इस संयोजन का उद्देश्य उपयोगकर्ताओं को बड़ी मात्रा में डेटा के साथ काम करने की क्षमता को बढ़ाना है, जो DRAM की गति और NAND क्षमता दोनों प्रदान करता है। SCM मेमोरी केवल NAND- आधारित विकल्पों से अधिक तेज़ नहीं है: यह दस गुना तेज़ है। देरी माइक्रोसेकंड की है, मिलीसेकंड की नहीं।

बाजार विशेषज्ञ ध्यान दें कि SCM का उपयोग करने की योजना बनाने वाले डेटा केंद्रों में यह सीमित होगा कि यह तकनीक केवल कैस्केरी झील पीढ़ी के इंटेल प्रोसेसर का उपयोग करने वाले सर्वरों पर काम करेगी। हालांकि, उनकी राय में, यह उच्च डेटा प्रोसेसिंग सुनिश्चित करने के लिए मौजूदा डेटा केंद्रों में अपडेट की लहर को रोकने के लिए एक ठोकर नहीं बनेगा।

दूरदर्शी वास्तविकता से दूर के भविष्य तक

अधिकांश उपयोगकर्ताओं के लिए, डेटा भंडारण "कैपेसिटिव आर्मगेडन" की भावना से जुड़ा नहीं है। लेकिन जरा सोचिए: वर्तमान में इंटरनेट का उपयोग करने वाले 3.7 बिलियन लोग रोजाना लगभग 2.5 क्विंटल बाइट्स का उत्पादन करते हैं। इस जरूरत को पूरा करने के लिए अधिक डाटा केंद्रों की जरूरत है।

आंकड़ों के अनुसार, 2025 तक दुनिया प्रति वर्ष 160 ज़ेटाबाइट्स डेटा संसाधित करने के लिए तैयार है (यह अवलोकन ब्रह्मांड में सितारों की तुलना में अधिक बाइट्स है)। यह संभावना है कि आगे हमें ग्रह पृथ्वी के प्रत्येक वर्ग मीटर को डेटा केंद्रों के साथ कवर करना होगा, अन्यथा निगम केवल सूचना के इतने उच्च विकास के लिए अनुकूल नहीं होंगे। या ... आपको कुछ डेटा देना होगा। हालांकि, कई संभावित दिलचस्प प्रौद्योगिकियां हैं जो सूचना के अतिप्रवाह की बढ़ती समस्या को हल कर सकती हैं।

भविष्य के डेटा गोदामों के आधार के रूप में डीएनए संरचना

न केवल आईटी निगम सूचनाओं को संग्रहीत करने और संसाधित करने के नए तरीकों की तलाश कर रहे हैं, बल्कि कई वैज्ञानिक भी हैं। सहस्राब्दी के लिए सूचना के संरक्षण को सुनिश्चित करना वैश्विक चुनौती है। स्विस हायर टेक्निकल स्कूल ऑफ ज्यूरिख (ईटीएच ज्यूरिख, स्विट्जरलैंड) के शोधकर्ताओं का मानना है कि समाधान को हर जीवित सेल में मौजूद जैविक डेटा भंडारण प्रणाली में मांगना चाहिए: डीएनए में। और सबसे महत्वपूर्ण बात - यह प्रणाली कंप्यूटर से बहुत पहले "आविष्कार" की गई थी।

डीएनए किस्में बहुत जटिल, कॉम्पैक्ट और अविश्वसनीय रूप से घने होते हैं, जैसे सूचना वाहक: वैज्ञानिकों के अनुसार, ग्राम के डीएनए में 455 एक्साबाइट्स लिखे जा सकते हैं, जहां 1 ईजी एक अरब गीगाबाइट के बराबर है। पहले प्रयोगों ने हमें पहले ही डीएनए में 83 किबिट्स की जानकारी दर्ज करने की अनुमति दी थी, जिसके बाद रसायन विज्ञान और जैविक विज्ञान विभाग के प्रोफेसर, रॉबर्ट ग्रास ने विचार व्यक्त किया कि नए दशक में चिकित्सा प्रौद्योगिकियों को रिकॉर्डिंग प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में संयुक्त विकास के साथ आईटी संरचना के साथ और अधिक घनिष्ठता से जुड़ने की जरूरत है। आधार सामग्री भंडारण।

वैज्ञानिकों के अनुसार, डीएनए श्रृंखला पर आधारित जैविक डेटा भंडारण श्रृंखला एक मिलियन वर्षों तक की जानकारी संग्रहीत करने में सक्षम हो सकती है और इसे पहले अनुरोध पर सटीक रूप से प्रदान कर सकती है। यह संभव है कि कुछ दशकों में, अधिकांश ड्राइव इस अवसर के लिए सटीक रूप से संघर्ष करेंगे: डेटा को मज़बूती से और कैपेसिटिव रूप से लंबे समय तक संग्रहीत करने की क्षमता।

स्विस केवल डीएनए-आधारित भंडारण प्रणाली बनाने के लिए काम करने वाले नहीं हैं। यह सवाल 1953 से उठाया गया है, जब फ्रांसिस क्रिक ने डीएनए के दोहरे हेलिक्स की खोज की थी। लेकिन उस समय, मानवता को इस तरह के प्रयोगों के लिए पर्याप्त ज्ञान नहीं था। डीएनए-आधारित डेटा भंडारण के क्षेत्र में पारंपरिक सोच नए डीएनए अणुओं के संश्लेषण पर केंद्रित है; डीएनए के चार आधार जोड़े के अनुक्रम के साथ बिट्स के अनुक्रम की तुलना करना और सभी संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए पर्याप्त अणुओं का निर्माण करना है जिन्हें सहेजने की आवश्यकता है। तो, 2019 की गर्मियों में, CATALOG के इंजीनियरों ने सिंथेटिक पॉलिमर से बनाए गए डीएनए में 16 जीबी अंग्रेजी-भाषा "विकिपीडिया" लिखने में कामयाब रहे। समस्या यह है कि यह प्रक्रिया धीमी और महंगी है, जो डेटा स्टोरेज के लिए एक महत्वपूर्ण अड़चन है।

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ब्राउन यूनिवर्सिटी (ब्राउन यूनिवर्सिटी, यूएसए) के शोधकर्ताओं का कहना है कि एक डीएनए अणु एक मिलियन वर्षों तक डेटा के आणविक भंडारण के लिए एकमात्र विकल्प नहीं है। कम आणविक भार चयापचयों भी कार्बनिक भंडारण के रूप में कार्य कर सकते हैं। जब सूचना मेटाबोलाइट्स के एक सेट को लिखी जाती है, तो अणु एक-दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं और नए विद्युत रूप से उदासीन कणों का उत्पादन करते हैं जिनमें उनमें दर्ज डेटा होता है।

वैसे, शोधकर्ता वहां नहीं रुके और कार्बनिक अणुओं की सीमा का विस्तार किया, जिसने रिकॉर्ड किए गए डेटा के घनत्व को बढ़ाने की अनुमति दी। ऐसी जानकारी पढ़ना रासायनिक विश्लेषण के माध्यम से संभव है। केवल नकारात्मक यह है कि इस तरह के कार्बनिक भंडारण उपकरण का कार्यान्वयन प्रयोगशाला स्थितियों के बाहर अभी तक व्यवहार में संभव नहीं है। यह भविष्य के लिए सिर्फ एक ऑपरेटिंग समय है।

5 डी ऑप्टिकल मेमोरी: डेटा स्टोरेज में क्रांति

एक और प्रयोगात्मक भंडार साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय (साउथेम्प्टन, इंग्लैंड के विश्वविद्यालय) के डेवलपर्स के अंतर्गत आता है। एक नवीन डिजिटल सूचना भंडारण प्रणाली बनाने के प्रयास में जो लाखों वर्षों तक मौजूद रह सकती है, वैज्ञानिकों ने डेटा को एक छोटी क्वार्ट्ज डिस्क पर लिखने की एक प्रक्रिया विकसित की है, जो फेमटोसेकंड पल्स रिकॉर्डिंग पर आधारित है। भंडारण प्रणाली को डेटा के बड़े संस्करणों के संग्रह और कोल्ड स्टोरेज के लिए डिज़ाइन किया गया है और इसे पांच आयामी भंडारण के रूप में वर्णित किया गया है।

पाँच आयामी क्यों? तथ्य यह है कि जानकारी कई परतों में एन्कोडेड है, जिसमें सामान्य तीन आयाम शामिल हैं। इन मापों में दो और जोड़े गए हैं - नैनोडोट्स का आकार और अभिविन्यास। ऐसी मिनी ड्राइव पर लिखी जाने वाली डेटा क्षमता 100 पेटाबाइट्स तक होती है, और स्टोरेज की अवधि 190.8 C तक के तापमान पर 13.8 बिलियन वर्ष होती है। डिस्क को झेलने वाला अधिकतम ताप तापमान 982 ° C है। संक्षेप में ... यह लगभग शाश्वत है!

हाल ही में, साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय के काम ने माइक्रोसॉफ्ट का ध्यान आकर्षित किया है, जिसका प्रोजेक्ट सिलिका क्लाउड स्टोरेज प्रोग्राम का उद्देश्य वर्तमान भंडारण तकनीकों पर पुनर्विचार करना है। "नरम" लोगों के पूर्वानुमान के अनुसार, 2023 तक 100 से अधिक ज़ेटाबाइट्स की जानकारी बादलों में संग्रहीत की जाएगी, ताकि बड़े पैमाने पर भंडारण प्रणालियों में भी कठिनाइयाँ हों।

किंग्स्टन प्रौद्योगिकी उत्पादों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कंपनी की आधिकारिक वेबसाइट देखें।

नई भंडारण प्रौद्योगिकियां: क्या 2020 में कोई सफलता है?