👩‍💼 🛡️ 👩🏻‍🚀 Teknologi penyimpanan baru: apakah ada terobosan pada tahun 2020? 👩🏽‍✈️ 🧘🏾 🍽️

Selama beberapa dekade, kemajuan dalam teknologi penyimpanan informasi telah diukur, pertama-tama, dalam hal kapasitas penyimpanan dan kecepatan membaca / menulis data. Seiring waktu, parameter penilaian ini telah dilengkapi oleh teknologi dan metodologi yang membuat drive HDD dan SSD lebih pintar, lebih fleksibel, dan lebih mudah dikelola. Setiap tahun, produsen drive secara tradisional mengisyaratkan bahwa pasar big data akan berubah, dan 2020 tidak terkecuali. Para pemimpin TI dengan bersemangat mencari cara yang efektif untuk menyimpan dan mengelola aliran data yang sangat besar, dan karena itu, sekali lagi berjanji untuk mengubah arah sistem penyimpanan. Dalam artikel ini kami telah mengumpulkan teknologi paling canggih untuk memposting informasi, serta berbicara tentang konsep drive futuristik, yang belum menemukan realisasi fisiknya.

Jaringan Penyimpanan Buatan Perangkat Lunak

Jika kita berbicara tentang proses otomatisasi, fleksibilitas, dan peningkatan kapasitas penyimpanan informasi, ditambah dengan peningkatan efisiensi personel, semakin banyak perusahaan mempertimbangkan kemungkinan beralih ke apa yang disebut jaringan penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak atau SDS (Software-Defined Storage).

Fitur utama dari teknologi SDS adalah pemisahan perangkat keras dari perangkat lunak: yaitu, virtualisasi fungsi penyimpanan tersirat . Selain itu, tidak seperti sistem penyimpanan konvensional dengan koneksi jaringan (NAS) atau jaringan area penyimpanan (SAN), SDS dirancang untuk bekerja di sistem x86 standar. Cukup sering, tujuan penggelaran SDS adalah untuk meningkatkan biaya operasional (OpEx), yang membutuhkan lebih sedikit upaya administratif.

Kapasitas HDD-drive akan tumbuh hingga 32 TB

Drive magnetik tradisional belum mati sama sekali, tetapi hanya mengalami kebangkitan teknologi. HDD modern sudah dapat menawarkan kepada pengguna penyimpanan data hingga 16 TB. Selama lima tahun ke depan, kapasitas ini akan berlipat ganda. Pada saat yang sama, hard disk drive akan terus menjadi penyimpanan akses acak yang paling terjangkau dan akan mempertahankan keunggulan mereka dalam harga satu gigabyte ruang disk selama bertahun-tahun.

Perluasan kapasitas akan didasarkan pada teknologi yang sudah dikenal:

Penyimpanan Helium (helium mengurangi hambatan aerodinamis dan turbulensi, memungkinkan Anda untuk memasang lebih banyak pelat magnetik di penyimpanan; apalagi, konsumsi panas dan energi tidak meningkat);
Penyimpanan termomagnetik (atau HAMR HDD, penampilannya diharapkan pada tahun 2021 dan didasarkan pada prinsip perekaman data gelombang mikro, ketika sebagian disk dipanaskan oleh laser dan bermagnet);
HDD berbasis ubin (atau drive SMR, tempat trek data ditempatkan satu di atas yang lain, dalam format ubin; ini memastikan perekaman informasi dengan kepadatan tinggi).

Perangkat penyimpanan Helium sangat diminati di pusat data cloud, dan SMR HDD optimal untuk menyimpan arsip besar dan perpustakaan data, mengakses dan memperbarui data, yang tidak terlalu sering diperlukan. Mereka juga ideal untuk membuat cadangan.

Drive NVMe menjadi lebih cepat

SSD pertama terhubung ke motherboard melalui SATA atau SAS, tetapi antarmuka ini dikembangkan lebih dari 10 tahun yang lalu untuk HDD magnetik. Protokol NVMe modern adalah protokol komunikasi yang jauh lebih kuat yang dirancang untuk sistem yang menyediakan pemrosesan data kecepatan tinggi. Akibatnya, pada pergantian tahun 2019-2020, kami melihat penurunan harga serius untuk SSD NVMe, yang menjadi tersedia untuk setiap kelas pengguna. Di segmen perusahaan, solusi NVMe sangat dihargai oleh perusahaan-perusahaan yang membutuhkan analisis data besar waktu nyata.

Perusahaan seperti Kingston dan Samsung telah menunjukkan apa yang dapat diandalkan oleh pengguna korporat pada tahun 2020: kita semua menunggu kemunculan SSD NVMe dengan dukungan PCIe 4.0, yang memungkinkan penambahan pusat data lebih cepat saat bekerja dengan data. Performa produk baru yang diklaim adalah 4,8 GB / s, dan ini jauh dari batas. Generasi selanjutnya dari Kingston NVMe SSD PCIe gen 4.0 akan dapat menyediakan bandwidth pada 7 GB / s.

Bersama dengan spesifikasi NVMe-oF (atau NVMe over Fabrics), organisasi akan dapat membuat jaringan penyimpanan berkinerja tinggi dengan latensi minimal, yang akan bersaing dengan pusat data dengan koneksi DAS (atau penyimpanan yang terhubung langsung) langsung. Pada saat yang sama, menggunakan NVMe-oF, operasi I / O diproses lebih efisien, sementara penundaan sebanding dengan sistem DAS. Analis memperkirakan bahwa penyebaran sistem berbasis NVMe-oF akan meningkat dengan cepat pada tahun 2020.

QLC-memory akhirnya "menembak"?

Memori flash NAND Quad Level Cell (QLC) juga akan menunjukkan semakin populernya pasar. QLC diperkenalkan pada 2019 dan karenanya memiliki distribusi minimal di pasar. Ini akan berubah pada tahun 2020, terutama di antara perusahaan yang telah menerapkan teknologi LightOS Global Flash Translation Layer (GFTL) untuk mengatasi masalah QLC yang melekat.

Menurut analis, pertumbuhan penjualan SSD berdasarkan sel QLC akan meningkat sebesar 10%, sementara solusi TLC akan “menangkap” 85% pasar. Apa pun yang dikatakan, QLC SSD masih jauh tertinggal dalam kinerja dibandingkan dengan TLC SSD dan tidak akan menjadi dasar untuk pusat data dalam lima tahun ke depan.

Pada saat yang sama, biaya memori flash NAND diperkirakan akan meningkat pada tahun 2020, sehingga pemasok pengontrol SSD Phison, misalnya, bertaruh bahwa kenaikan harga pada akhirnya akan mendorong pasar solid-state drive konsumen untuk menggunakan flash 4-bit -Memory QLC NAND. Omong-omong, Intel berencana untuk meluncurkan solusi QLC 144-layer (bukan produk 96-layer). Yah ... sepertinya kita sedang menunggu marginalisasi lebih lanjut dari HDD.

Memori SCM: kecepatan dekat dengan DRAM

Ketersediaan luas memori SCM (Storage Class Memory) diprediksi selama beberapa tahun, dan 2020 bisa menjadi titik awal di mana prediksi ini akhirnya menjadi kenyataan. Sementara Intel Optane, Toshiba XL-Flash, dan modul memori Samsung Z-SSD telah memasuki pasar korporat, penampilan mereka tidak menyebabkan reaksi yang menakjubkan.

Perangkat Intel menggabungkan fitur DRAM yang cepat namun tidak stabil dengan penyimpanan NAND yang lebih lambat namun persisten. Kombinasi ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan pengguna untuk bekerja dengan sejumlah besar data, memberikan kecepatan DRAM dan kapasitas NAND. Memori SCM tidak hanya lebih cepat dari alternatif berbasis NAND: itu sepuluh kali lebih cepat. Penundaannya adalah mikrodetik, bukan milidetik.

Pakar pasar mencatat bahwa pusat data yang berencana menggunakan SCM akan terbatas karena teknologi ini hanya akan bekerja di server yang menggunakan prosesor Intel generasi Cascade Lake. Namun, menurut mereka, ini tidak akan menjadi batu sandungan untuk menghentikan gelombang pembaruan ke pusat data yang ada untuk memastikan pemrosesan informasi kecepatan tinggi.

Dari realitas yang dapat diramalkan ke masa depan yang jauh

Untuk sebagian besar pengguna, penyimpanan data tidak terkait dengan perasaan "Armageddon kapasitif." Tapi coba pikirkan: 3,7 miliar orang yang saat ini menggunakan Internet menghasilkan sekitar 2,5 triliun byte data setiap hari. Untuk memenuhi kebutuhan ini, dibutuhkan lebih banyak pusat data.

Menurut statistik, pada tahun 2025 dunia siap untuk memproses 160 Zetabytes data per tahun (ini lebih banyak byte daripada bintang di Alam Semesta yang dapat diamati). Mungkin lebih jauh kita harus menutup setiap meter persegi planet Bumi dengan pusat data, jika tidak korporasi tidak akan mampu beradaptasi dengan pertumbuhan informasi yang begitu tinggi. Atau ... Anda harus menyerahkan beberapa data. Namun, ada beberapa teknologi yang berpotensi menarik yang dapat memecahkan masalah melimpahnya informasi.

Struktur DNA sebagai dasar untuk gudang data masa depan

Tidak hanya perusahaan IT sedang mencari cara baru untuk menyimpan dan memproses informasi, tetapi juga banyak ilmuwan. Tantangan global adalah memastikan pelestarian informasi selama ribuan tahun. Para peneliti dari Sekolah Tinggi Teknik Swiss di Zurich (ETH Zurich, Swiss) percaya bahwa solusi harus dicari dalam sistem penyimpanan data organik yang ada di setiap sel hidup: dalam DNA. Dan yang paling penting - sistem ini "diciptakan" jauh sebelum komputer.

Untai DNA sangat kompleks, padat dan sangat padat, seperti pembawa informasi: menurut para ilmuwan, 455 exabytes data dapat ditulis dalam gram DNA, di mana 1 eB setara dengan satu miliar gigabyte. Eksperimen pertama telah memungkinkan kami untuk merekam 83 Kbytes informasi dalam DNA, setelah itu profesor dari Departemen Kimia dan Ilmu Biologi, Robert Grass, menyatakan gagasan bahwa dalam dekade baru bidang medis perlu lebih terintegrasi dengan struktur TI untuk pengembangan bersama di bidang teknologi rekaman dan penyimpanan data.

Menurut para ilmuwan, rantai penyimpanan data organik berdasarkan rantai DNA dapat menyimpan informasi hingga satu juta tahun dan secara akurat memberikannya pada permintaan pertama. Ada kemungkinan bahwa dalam beberapa dekade, sebagian besar dorongan akan berjuang dengan tepat untuk kesempatan ini: kemampuan untuk secara andal dan luas menyimpan data untuk waktu yang lama.

Swiss bukan satu-satunya yang bekerja untuk menciptakan sistem penyimpanan berbasis DNA. Pertanyaan ini telah diajukan sejak 1953, ketika Francis Crick menemukan double helix DNA. Tetapi pada saat itu, umat manusia sama sekali tidak memiliki pengetahuan yang cukup untuk eksperimen semacam itu. Pemikiran tradisional dalam bidang penyimpanan data berbasis DNA difokuskan pada sintesis molekul DNA baru; membandingkan urutan bit dengan urutan empat pasangan basa DNA dan menciptakan molekul yang cukup untuk mewakili semua angka yang perlu diselamatkan. Jadi, pada musim panas 2019, insinyur dari CATALOG berhasil menulis 16 GB "Wikipedia" berbahasa Inggris ke dalam DNA yang dibuat dari polimer sintetik. Masalahnya adalah bahwa proses ini lambat dan mahal, yang merupakan hambatan signifikan dalam hal penyimpanan data.

…:

Para peneliti dari Brown University (Brown University, AS) mengatakan bahwa molekul DNA bukan satu-satunya pilihan untuk penyimpanan data molekuler hingga satu juta tahun. Metabolit dengan berat molekul rendah juga dapat bertindak sebagai penyimpanan organik. Ketika informasi dituliskan ke sekumpulan metabolit, molekul-molekul mulai berinteraksi satu sama lain dan menghasilkan partikel netral elektrik baru yang berisi data yang direkam di dalamnya.

Ngomong-ngomong, para peneliti tidak berhenti di situ dan memperluas jangkauan molekul organik, yang memungkinkan untuk meningkatkan kepadatan data yang direkam. Membaca informasi semacam itu dimungkinkan melalui analisis kimia. Satu-satunya negatif adalah bahwa implementasi perangkat penyimpanan organik tersebut belum memungkinkan dalam praktiknya, di luar kondisi laboratorium. Ini hanya waktu operasi untuk masa depan.

Memori optik 5D: revolusi dalam penyimpanan data

Repositori eksperimental lain milik pengembang dari University of Southampton (University of Southampton, Inggris). Dalam upaya untuk menciptakan sistem penyimpanan informasi digital yang inovatif yang dapat ada selama jutaan tahun, para ilmuwan telah mengembangkan proses untuk menulis data ke disk kuarsa kecil, yang didasarkan pada rekaman pulsa femtosecond. Sistem penyimpanan dirancang untuk pengarsipan dan penyimpanan dingin volume besar data dan digambarkan sebagai penyimpanan lima dimensi.

Kenapa lima dimensi? Faktanya adalah bahwa informasi dikodekan dalam beberapa lapisan, termasuk tiga dimensi yang biasa. Dua lagi ditambahkan ke pengukuran ini - ukuran dan orientasi nanodots. Kapasitas data yang dapat ditulis ke drive mini tersebut hingga 100 Petabytes, dan periode penyimpanan 13,8 miliar tahun pada suhu hingga 190 ° C. Suhu pemanasan maksimum yang dapat ditahan cakram adalah 982 ° C. Singkatnya ... hampir abadi!

Baru-baru ini, karya University of Southampton telah menarik perhatian Microsoft, yang program penyimpanan cloud Project Silica bertujuan untuk memikirkan kembali teknologi penyimpanan saat ini. Menurut perkiraan yang "lunak", pada 2023 lebih dari 100 Zetabytes informasi akan disimpan di awan, sehingga bahkan sistem penyimpanan skala besar pun akan mengalami kesulitan.

Untuk informasi lebih lanjut tentang produk Teknologi Kingston, kunjungi situs web resmi perusahaan.

Teknologi penyimpanan baru: apakah ada terobosan pada tahun 2020?