💋 😵 🙍🏽 新存储技术：2020年是否有突破？ 👐🏼 👩🏼‍🎨 🔰

几十年来，首先根据存储容量和读取/写入数据的速度来衡量信息存储技术的进步。随着时间的流逝，这些评估参数已得到技术和方法的补充，这些技术和方法使HDD和SSD驱动器更智能，更灵活且更易于管理。传统上，驱动器制造商每年都会暗示大数据市场将发生变化，2020年也不例外。 IT领导者急切地寻找有效的方法来存储和管理海量数据流，因此，再次承诺改变存储系统的进程。在本文中，我们收集了用于发布信息的最先进技术，并讨论了未来驱动器的概念，这些驱动器尚未真正实现。

软件定义的存储网络

如果我们谈论自动化，灵活性和增加信息存储容量的过程，再加上人员效率的提高，那么越来越多的企业正在考虑切换到所谓的软件定义存储网络或SDS（软件定义存储）的可能性。

SDS技术的一个关键功能是将硬件与软件分离：也就是说，暗示了存储功能的虚拟化。此外，与具有网络连接（NAS）或存储区域网络（SAN）的常规存储系统不同，SDS设计为可在任何标准x86系统中工作。通常，部署SDS的目标是提高运营支出（OpEx），所需的管理工作更少。

HDD驱动器的容量将增长到32 TB

传统的磁驱动器并没有完全消失，而只是经历了技术复兴。现代硬盘已经可以为用户提供高达16 TB的数据存储。在未来五年中，这种能力将增加一倍。同时，硬盘驱动器将继续是最实惠的随机存取存储，并且将在数年的千兆字节磁盘空间价格中保持其主导地位。

容量扩展将基于已知技术：

氦气存储（氦气减少了空气动力学阻力和湍流，使您可以在存储中安装更多的磁性板；此外，热量和能耗不会增加）；
热磁存储（或HAMR HDD，当磁盘的一部分被激光加热并磁化时，其外观有望在2021年出现并且基于微波数据记录的原理）；
基于图块的HDD（或SMR驱动器，其中数据磁道以图块格式一个接一个地放置；这确保了信息记录的高密度）。

氦气存储设备在云数据中心特别需要，而SMR HDD是存储大型档案和数据库，访问和更新数据的最佳选择，而这并不是经常需要的。它们也是创建备份的理想选择。

NVMe驱动器变得更快

第一批SSD通过SATA或SAS连接到主板，但是这些接口是10年前为磁性HDD开发的。现代NVMe协议是为提供高速数据处理的系统而设计的功能更为强大的通信协议。结果，在2019-2020年之初，我们看到NVMe SSD的价格出现了严重下降，该价格已可用于任何类别的用户。在企业领域，需要实时大数据分析的企业尤其喜欢NVMe解决方案。

金士顿（Kingston）和三星（Samsung）等公司已经展示了企业用户在2020年可以指望的事情：我们都在等待具有PCIe 4.0支持的NVMe SSD的出现，它们可以在处理数据时提高数据中心的速度。新产品声称的性能为4.8 GB /秒，这远远超出了限制。下一代金士顿NVMe SSD PCIe gen 4.0将能够以7 GB / s的速度提供带宽。

与NVMe-oF（或基于架构的NVMe）规范一起，组织将能够创建具有最小延迟的高性能存储网络，这将与具有直接DAS（或直接连接存储）连接的数据中心竞争。同时，使用NVMe-oF，可以更有效地处理I / O操作，而延迟可与DAS系统媲美。分析人士预测，基于NVMe-oF的系统的部署将在2020年迅速加速。

QLC内存终于“拍摄”了吗？

NAND四级单元（QLC）闪存还将展示日益增长的市场知名度。 QLC于2019年推出，因此在市场上的分布很少。这将在2020年发生变化，尤其是在已经实施了LightOS全球闪存转换层（GFTL）技术以克服固有QLC问题的公司中。

据分析师称，基于QLC单元的SSD的销售增长将增长10％，而TLC解决方案将“占领” 85％的市场。无论怎么说，与TLC SSD相比，QLC SSD的性能仍然远远落后，并且在未来五年内不会成为数据中心的基础。

同时，NAND闪存的成本预计将在2020年增加，因此SSD控制器Phison的供应商押注价格上涨最终将推动消费固态硬盘市场使用4位闪存。 -内存QLC NAND。顺便说一下，英特尔计划推出144层QLC解决方案（而不是96层产品）。好吧……看来我们正在等待硬盘的进一步边缘化。

SCM内存：速度接近DRAM

SCM内存（存储类内存）的广泛可用性已经预测了好几年，而2020年可能是这些预测最终实现的起点。尽管英特尔Optane，东芝XL-Flash和三星Z-SSD内存模块已经进入企业市场，但是它们的出现并没有引起令人惊讶的反应。

英特尔设备将快速但不稳定的DRAM与速度较慢但持久的NAND存储相结合。这种结合旨在提高用户处理大量数据的能力，同时提供DRAM速度和NAND容量。 SCM内存不仅比基于NAND的替代品还要快：还快十倍。延迟是微秒，而不是毫秒。

市场专家指出，计划使用SCM的数据中心将受到限制，因为该技术只能在使用Cascade Lake世代Intel处理器的服务器上运行。但是，他们认为，这不会成为阻止对现有数据中心进行更新浪潮以确保高速信息处理的绊脚石。

从可预见的现实到遥远的未来

对于大多数用户而言，数据存储与“容忍世界末日”的感觉无关。但请想一想：目前使用Internet的37亿人每天产生大约2.5亿字节的数据。为了满足此需求，需要更多的数据中心。

据统计，到2025年，世界每年可以处理160 Zetabytes的数据（这比可观察到的宇宙中的恒星还要多）。进一步，我们很可能将不得不在数据中心覆盖地球每平方米的面积，否则公司将根本无法适应如此高速的信息增长。或者...您必须放弃一些数据。但是，有几种潜在有趣的技术可以解决日益严重的信息溢出问题。

DNA结构作为未来数据仓库的基础

不仅IT公司正在寻找存储和处理信息的新方法，而且许多科学家也在寻找。全球面临的挑战是确保千年信息的保存。瑞士苏黎世高级技术学院（瑞士苏黎世联邦理工学院）的研究人员认为，必须在每个活细胞中存在的有机数据存储系统（DNA中）中寻找解决方案。最重要的是-该系统是在计算机诞生之前就“发明”的。

DNA链非常复杂，紧凑且密不可分，就像信息载体一样：据科学家称，可以用克DNA写入455艾字节的数据，其中1 eB等于十亿吉字节。最初的实验已经使我们能够在DNA中记录83 KB的信息，此后，化学和生物科学系教授Robert Grass表示，在新的十年中，医学领域需要与IT结构更紧密地集成在一起，以实现记录技术领域的共同发展。数据存储。

根据科学家的说法，基于DNA链的有机数据存储链可以存储长达一百万年的信息，并可以在首次请求时准确地提供信息。可能在几十年内，大多数驱动器将为这个机会而苦苦挣扎：长时间可靠地，大容量地存储数据的能力。

并非只有瑞士人致力于建立基于DNA的存储系统。自1953年弗朗西斯·克里克（Francis Crick）发现DNA的双螺旋结构以来，就一直提出这个问题。但是在那时，人类根本没有足够的知识来进行此类实验。基于DNA的数据存储领域的传统思想集中在合成新的DNA分子上。将位序列与DNA的四个碱基对的序列进行比较，并创建足够的分子来表示所有需要保存的数字。因此，在2019年夏天，CATALOG的工程师设法将16 GB的英语“维基百科”写入由合成聚合物制成的DNA中。问题在于该过程缓慢且昂贵，这在数据存储方面是一个很大的瓶颈。

…:

布朗大学（美国布朗大学）的研究人员说，DNA分子并不是长达一百万年的分子数据存储的唯一选择。低分子量代谢物也可以用作有机存储。当信息写入一组代谢物时，分子开始相互作用，并产生新的电中性粒子，其中包含记录在其中的数据。

顺便说一下，研究人员并没有止步于此，而是扩大了有机分子的范围，从而增加了记录数据的密度。通过化学分析可以读取此类信息。唯一的负面影响是，在实验室条件之外，实际上还不可能实现这种有机存储设备。这只是未来的工作时间。

5D光学存储器：数据存储的一场革命

另一个实验资料库属于南安普敦大学（英格兰南安普敦大学）的开发人员。为了创建可以存在数百万年的创新数字信息存储系统，科学家们开发了一种基于飞秒脉冲记录的将数据写入微小石英盘的过程。该存储系统专为归档和冷存储大量数据而设计，被称为五维存储。

为什么是五维的？事实是信息被编码在几层中，包括通常的三个维度。这些测量中还增加了两个-纳米点的大小和方向。可以写入此类微型驱动器的数据容量高达100 PB，在高达190°C的温度下，存储时间为138亿年。光盘可以承受的最高加热温度为982°C。简而言之，这几乎是永恒的！

最近，南安普敦大学的工作引起了Microsoft的关注，Microsoft的Project Silica云存储计划旨在重新考虑当前的存储技术。根据“软”存储的预测，到2023年，将有100 Zetabytes的信息存储在云中，因此，即使是大型存储系统也将遇到困难。

有关金士顿技术产品的更多信息，请访问公司的官方网站。

新存储技术：2020年是否有突破？