Наступление нового года и нового десятилетия – это прекрасный момент для критической оценки и изучения ключевых тенденций в технологической отрасли и сфере хранения данных, которые будут с нами в течение следующих месяцев.
Уже очевидно, что приход и будущую вездесущность интернета вещей (IoT), искусственного интеллекта (ИИ) и умных технологий осознали все, кроме того, уже активно обсуждаются сетевые подключения и вычислительные мощности, которые понадобятся для работы всех этих решений. Но не стоит забывать, что активно развивается также третий элемент, находящийся, так сказать, за кадром реализации этих инноваций. Речь идет о хранении данных. Эффективная и рабочая инфраструктура хранения данных – это ключ успеху и долговечности компании, а масштабирование важно для монетизации и максимального использования данных.
Повышение плотности записи на HDD-накопители, как на традиционные – заполненные воздухом, так и на заполненные гелием, означает, что самые современные НЖМД получат емкость до 16 Тбайт, при этом HDD-накопители на 18 Тбайт при традиционной магнитной записи (CMR) и на 20 Тбайт при черепичной магнитной записи (SMR) сейчас находятся на этапе тестирования и появятся на рынке уже в этом году. Ожидается, что в следующие пять лет распространенность SMR значительно увеличится, открыв путь более эффективному распределению рабочей нагрузки и инновациям из разряда Zoned Storage. В условиях масштабирования рост плотности записи – ключевой элемент для обеспечения большей емкости при разумной общей стоимости владения (TCO), и дальнейшая эволюция SMR будет этому способствовать. В то же время, благодаря преимуществам, которые дает флеш-технология для решения таких рабочих задач, как аналитика и ИИ, более широкое распространение получили СХД, использующие исключительно флеш-накопители. Дальнейшее развитие технологии трехмерной флеш-памяти 3D NAND еще больше увеличивает плотность и уменьшает физический размер за счет вертикальной укладки слоев и горизонтального масштабирования по пластине в совокупности с увеличением количества битов.
Основная движущая сила, без которой не получится в полной мере раскрыть весь потенциал флеш-памяти в SSD – это переход от SATA к NVMe (Non-Volatile Memory Express). Этот высокопроизводительный протокол, используемый для доступа к серверам, оборудованию СХД и на сетевых фабриках хранилищ данных, кардинально снижает задержку и ускоряет выполнение приложениями рабочих задач.
Но давайте выйдем за пределы инноваций в области HDD, SDD и флеша и проанализируем еще несколько глобальных трендов, которые, по нашему мнению, будут определять развитие отрасли СХД в 2020 году и в более далекой перспективе.
Хотя темпы перехода в облако не снижаются, можно выделить два фактора, которые поддерживают дальнейший рост локальных (или микро-) ЦОД. Во-первых, новые нормативные требования к хранению данных по-прежнему остаются на повестке дня. Многие страны принимают законы об условиях хранения данных, поэтому компании вынуждены не отпускать данные далеко от себя, чтобы правильно оценивать и смягчать потенциальные риски, связанные с обеспечением безопасности и конфиденциальности удерживаемых данных. Во-вторых, наблюдается репатриация облаков. Крупные компании стремятся держать свои данные в собственности и за счет аренды облака могут снижать затраты и по своему усмотрению контролировать различные параметры, включая средства защиты, задержку и доступ к данным; такой подход ведет к повышению спроса на локальные СХД.
Помимо этого, для обработки все увеличивающегося объема и многообразия данных будут появляться новые архитектуры ЦОД. В эру зеттабайтов из-за увеличения объема и сложности рабочих задач, приложений и ИИ/IoT-наборов данных архитектуру инфраструктуры хранения данных придется изменить. Новые логические структуры будут состоять из нескольких уровней СДХ, оптимизированных под разные рабочие задачи, кроме того, изменится подход к системному ПО. Инициатива открытого исходного кода по зональному хранению данных Zoned Storage поможет клиентам полностью раскрыть потенциал управления разделенными на зоны блочными устройствами хранения как на HDD-накопителях с SMR, так и на SSD-накопителях с ZNS для рабочих задач с последовательной записью и с преобладанием операций чтения. Такой унифицированный подход позволяет управлять естественно сериализованными данными с масштабированием и обеспечивает предсказуемую производительность.
Аналитика – это, без сомнения, хорошее конкурентное преимущество, но объем данных, которые собирают и обрабатывают компании ради инсайтов, просто слишком большой. Поэтому сейчас, в условиях нового мира, где всё со всем соединено, выполнение определенных рабочих задач смещается на периферию, из-за чего возникает потребность научить эти крошечные оконечные устройства запускать и анализировать все возрастающий объем данных. Из-за маленьких габаритов таких устройств и необходимости быстро вводить в их строй они будут эволюционировать в сторону большей стандартизации и совместимости.
Стабильный эксабайтный рост приложений с преобладанием операций чтения в ЦОД будет продолжаться и приведет к появлению новых требований к производительности, емкости и экономической рентабельности уровней хранилищ по мере того, как компании все больше дифференцируют сервисы, реализуемые с помощью их инфраструктуры хранения данных. Чтобы удовлетворить эти требования, архитектуры ЦОД будут еще больше тяготеть к модели хранения данных, дающей возможность предоставлять и получать доступ к нему поверх фабрики с базовой платформой хранения и устройствами, обеспечивающими реализацию целого набора соглашений об уровне обслуживания (SLA), сообразно конкретным требованиям приложений. Мы ожидаем увеличение числа твердотельных накопителей для обработки быстрых данных и, одновременно с этим, продолжение неослабевающего спроса на эксабайты экономически рентабельных масштабируемых хранилищ, который по-прежнему будет поддерживать стабильный рост емкости парка корпоративных HDD-накопителей для хранения больших данных.
На фоне экспоненциального роста объемов данных, дальнейшей диверсификации рабочих нагрузок и требований к IT-инфраструктуре компании должны предлагать клиентам все более быстрые и гибкие решения, параллельно сокращая время вывода продуктов на рынок. Ethernet-фабрики становятся «универсальной объединительной платой» ЦОД, унифицируя процессы общего доступа, наполнения и управления с масштабированием для того, чтобы отвечать на потребности, возникающие из-за еще большего разнообразия приложений и рабочих задач. Компонуемая инфраструктура представляет собой новый архитектурный подход, в котором расширение NVMe-over-Fabric используется для кардинального улучшения использования, производительности и гибкости вычислительных мощностей и СХД в ЦОД. Оно позволяет дезагрегировать хранилище от вычислительных систем, разрешая приложениям использовать общий пул хранения, при этом данные могут легко использоваться приложениями совместно, а требуемые мощности могут динамично выделяться для какого-то приложения, независимо от местонахождения. В 2020 году дальнейшее распространение получат компонуемые дезагрегированные решения для СХД, которые эффективно маштабируются над Ethernet-фабриками и раскрывают весь рабочий потенциал NVMe-устройств для самых разных приложений ЦОД.
Несмотря на то, что уже несколько лет многие предсказывают спад популярности HDD-накопителей, на данный момент адекватной замены корпоративным НЖМД просто нет, ведь они не только как и раньше удовлетворяют потребности, связанные с ростом объема данных, но и показывают экономическую эффективность с точки зрения общей стоимости владения (ТСО) при масштабировании для гипермасштабируемых ЦОД. Как отмечает аналитическая компания TRENDFOCUS в своем докладе «Облако, гипермасштабирование и корпоративные СХД» (Cloud, Hyperscale, and Enterprise Storage Service), корпоративные HDD-накопители пользуются стабильно высоким спросом: на рынок для корпоративных нужд будет выведен эксабайт устройств, а ежегодный рост за пять календарных лет с 2018 по 2023 составит 36%. Более того, по мнению IDC, за 2023 год будет сгенерировано 103 Збайта данных, 12 Збайт будут сохранены, из которых 60% отправятся в основные/периферийные ЦОД. Подгоняемая ненасытным ростом объема данных, создаваемых и людьми, и машинами, эта фундаментальная технология столкнется с новыми приемами размещения данных, более высокой плотностью записи, инновациями в механике, умным хранением данных и изобретениями новых материалов. Все это в обозримом будущем приведет к увеличению емкости и оптимизации общей стоимости владения (TCO) при масштабировании.
Принимая во внимание их основополагающую роль в складировании и управлении данными, имеющими для компаний критическое значение, HDD и флеш-технологии останутся одним из фундаментальный столпов успешных и безопасных бизнес-операций, независимо от размера организации, ее типа или отрасли, в которой она работает. Инвестиции в комплексную инфраструктуру хранения данных позволят компаниям упрочить свои позиции и в многолетней перспективе легче справляться с увеличением объема данных, не беспокоясь о том, что построенная ими система не справится с нагрузкой, связанной с реализацией современных и высокотехнологичных бизнес-процессов.
Уже очевидно, что приход и будущую вездесущность интернета вещей (IoT), искусственного интеллекта (ИИ) и умных технологий осознали все, кроме того, уже активно обсуждаются сетевые подключения и вычислительные мощности, которые понадобятся для работы всех этих решений. Но не стоит забывать, что активно развивается также третий элемент, находящийся, так сказать, за кадром реализации этих инноваций. Речь идет о хранении данных. Эффективная и рабочая инфраструктура хранения данных – это ключ успеху и долговечности компании, а масштабирование важно для монетизации и максимального использования данных.
Повышение плотности записи на HDD-накопители, как на традиционные – заполненные воздухом, так и на заполненные гелием, означает, что самые современные НЖМД получат емкость до 16 Тбайт, при этом HDD-накопители на 18 Тбайт при традиционной магнитной записи (CMR) и на 20 Тбайт при черепичной магнитной записи (SMR) сейчас находятся на этапе тестирования и появятся на рынке уже в этом году. Ожидается, что в следующие пять лет распространенность SMR значительно увеличится, открыв путь более эффективному распределению рабочей нагрузки и инновациям из разряда Zoned Storage. В условиях масштабирования рост плотности записи – ключевой элемент для обеспечения большей емкости при разумной общей стоимости владения (TCO), и дальнейшая эволюция SMR будет этому способствовать. В то же время, благодаря преимуществам, которые дает флеш-технология для решения таких рабочих задач, как аналитика и ИИ, более широкое распространение получили СХД, использующие исключительно флеш-накопители. Дальнейшее развитие технологии трехмерной флеш-памяти 3D NAND еще больше увеличивает плотность и уменьшает физический размер за счет вертикальной укладки слоев и горизонтального масштабирования по пластине в совокупности с увеличением количества битов.
Основная движущая сила, без которой не получится в полной мере раскрыть весь потенциал флеш-памяти в SSD – это переход от SATA к NVMe (Non-Volatile Memory Express). Этот высокопроизводительный протокол, используемый для доступа к серверам, оборудованию СХД и на сетевых фабриках хранилищ данных, кардинально снижает задержку и ускоряет выполнение приложениями рабочих задач.
Но давайте выйдем за пределы инноваций в области HDD, SDD и флеша и проанализируем еще несколько глобальных трендов, которые, по нашему мнению, будут определять развитие отрасли СХД в 2020 году и в более далекой перспективе.
Количество локальных ЦОД увеличится, появятся новые архитектуры
Хотя темпы перехода в облако не снижаются, можно выделить два фактора, которые поддерживают дальнейший рост локальных (или микро-) ЦОД. Во-первых, новые нормативные требования к хранению данных по-прежнему остаются на повестке дня. Многие страны принимают законы об условиях хранения данных, поэтому компании вынуждены не отпускать данные далеко от себя, чтобы правильно оценивать и смягчать потенциальные риски, связанные с обеспечением безопасности и конфиденциальности удерживаемых данных. Во-вторых, наблюдается репатриация облаков. Крупные компании стремятся держать свои данные в собственности и за счет аренды облака могут снижать затраты и по своему усмотрению контролировать различные параметры, включая средства защиты, задержку и доступ к данным; такой подход ведет к повышению спроса на локальные СХД.
Помимо этого, для обработки все увеличивающегося объема и многообразия данных будут появляться новые архитектуры ЦОД. В эру зеттабайтов из-за увеличения объема и сложности рабочих задач, приложений и ИИ/IoT-наборов данных архитектуру инфраструктуры хранения данных придется изменить. Новые логические структуры будут состоять из нескольких уровней СДХ, оптимизированных под разные рабочие задачи, кроме того, изменится подход к системному ПО. Инициатива открытого исходного кода по зональному хранению данных Zoned Storage поможет клиентам полностью раскрыть потенциал управления разделенными на зоны блочными устройствами хранения как на HDD-накопителях с SMR, так и на SSD-накопителях с ZNS для рабочих задач с последовательной записью и с преобладанием операций чтения. Такой унифицированный подход позволяет управлять естественно сериализованными данными с масштабированием и обеспечивает предсказуемую производительность.
Стандартизация ИИ для более простого развертывания периферийных устройств
Аналитика – это, без сомнения, хорошее конкурентное преимущество, но объем данных, которые собирают и обрабатывают компании ради инсайтов, просто слишком большой. Поэтому сейчас, в условиях нового мира, где всё со всем соединено, выполнение определенных рабочих задач смещается на периферию, из-за чего возникает потребность научить эти крошечные оконечные устройства запускать и анализировать все возрастающий объем данных. Из-за маленьких габаритов таких устройств и необходимости быстро вводить в их строй они будут эволюционировать в сторону большей стандартизации и совместимости.
Ожидается, что устройства для использования данных разделятся на уровни, а инновации в области носителей и фабрик будут набирать обороты, а не сокращаться
Стабильный эксабайтный рост приложений с преобладанием операций чтения в ЦОД будет продолжаться и приведет к появлению новых требований к производительности, емкости и экономической рентабельности уровней хранилищ по мере того, как компании все больше дифференцируют сервисы, реализуемые с помощью их инфраструктуры хранения данных. Чтобы удовлетворить эти требования, архитектуры ЦОД будут еще больше тяготеть к модели хранения данных, дающей возможность предоставлять и получать доступ к нему поверх фабрики с базовой платформой хранения и устройствами, обеспечивающими реализацию целого набора соглашений об уровне обслуживания (SLA), сообразно конкретным требованиям приложений. Мы ожидаем увеличение числа твердотельных накопителей для обработки быстрых данных и, одновременно с этим, продолжение неослабевающего спроса на эксабайты экономически рентабельных масштабируемых хранилищ, который по-прежнему будет поддерживать стабильный рост емкости парка корпоративных HDD-накопителей для хранения больших данных.
Фабрики как решение для унификации общего доступа к хранилищу
На фоне экспоненциального роста объемов данных, дальнейшей диверсификации рабочих нагрузок и требований к IT-инфраструктуре компании должны предлагать клиентам все более быстрые и гибкие решения, параллельно сокращая время вывода продуктов на рынок. Ethernet-фабрики становятся «универсальной объединительной платой» ЦОД, унифицируя процессы общего доступа, наполнения и управления с масштабированием для того, чтобы отвечать на потребности, возникающие из-за еще большего разнообразия приложений и рабочих задач. Компонуемая инфраструктура представляет собой новый архитектурный подход, в котором расширение NVMe-over-Fabric используется для кардинального улучшения использования, производительности и гибкости вычислительных мощностей и СХД в ЦОД. Оно позволяет дезагрегировать хранилище от вычислительных систем, разрешая приложениям использовать общий пул хранения, при этом данные могут легко использоваться приложениями совместно, а требуемые мощности могут динамично выделяться для какого-то приложения, независимо от местонахождения. В 2020 году дальнейшее распространение получат компонуемые дезагрегированные решения для СХД, которые эффективно маштабируются над Ethernet-фабриками и раскрывают весь рабочий потенциал NVMe-устройств для самых разных приложений ЦОД.
HDD-накопители для ЦОД будут по-прежнему развиваться высокими темпами
Несмотря на то, что уже несколько лет многие предсказывают спад популярности HDD-накопителей, на данный момент адекватной замены корпоративным НЖМД просто нет, ведь они не только как и раньше удовлетворяют потребности, связанные с ростом объема данных, но и показывают экономическую эффективность с точки зрения общей стоимости владения (ТСО) при масштабировании для гипермасштабируемых ЦОД. Как отмечает аналитическая компания TRENDFOCUS в своем докладе «Облако, гипермасштабирование и корпоративные СХД» (Cloud, Hyperscale, and Enterprise Storage Service), корпоративные HDD-накопители пользуются стабильно высоким спросом: на рынок для корпоративных нужд будет выведен эксабайт устройств, а ежегодный рост за пять календарных лет с 2018 по 2023 составит 36%. Более того, по мнению IDC, за 2023 год будет сгенерировано 103 Збайта данных, 12 Збайт будут сохранены, из которых 60% отправятся в основные/периферийные ЦОД. Подгоняемая ненасытным ростом объема данных, создаваемых и людьми, и машинами, эта фундаментальная технология столкнется с новыми приемами размещения данных, более высокой плотностью записи, инновациями в механике, умным хранением данных и изобретениями новых материалов. Все это в обозримом будущем приведет к увеличению емкости и оптимизации общей стоимости владения (TCO) при масштабировании.
Принимая во внимание их основополагающую роль в складировании и управлении данными, имеющими для компаний критическое значение, HDD и флеш-технологии останутся одним из фундаментальный столпов успешных и безопасных бизнес-операций, независимо от размера организации, ее типа или отрасли, в которой она работает. Инвестиции в комплексную инфраструктуру хранения данных позволят компаниям упрочить свои позиции и в многолетней перспективе легче справляться с увеличением объема данных, не беспокоясь о том, что построенная ими система не справится с нагрузкой, связанной с реализацией современных и высокотехнологичных бизнес-процессов.