如果說遼沈戰(zhàn)役是三大戰(zhàn)役的關(guān)鍵，那么錦州之戰(zhàn)則是遼沈戰(zhàn)役的重中之重。如今，數(shù)據(jù)創(chuàng)新時(shí)代決戰(zhàn)，關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)；而數(shù)據(jù)的關(guān)鍵在于海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，其中的關(guān)鍵又在于冷數(shù)據(jù)。類似錦州戰(zhàn)役重要意義，需要對(duì)冷數(shù)據(jù)給予高度重視。

冷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理真有如此重要意義嗎?

冷數(shù)據(jù)的“熱”時(shí)代

根據(jù)IDC預(yù)測(cè)，全球年新增數(shù)據(jù)量2023年將超過100個(gè)ZB， 2025年將高達(dá)達(dá)175ZB。以視頻行業(yè)為例，一個(gè)1080P高清視頻攝像頭，一天將產(chǎn)生45GB數(shù)據(jù)；一個(gè)視頻網(wǎng)站，每天所產(chǎn)生數(shù)據(jù)量可達(dá)TB以上；在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，每個(gè)基因測(cè)序DNA樣本數(shù)據(jù)為560GB，中國(guó)每年有1800多萬癌癥病例，如果全部使用基因分析技術(shù)，每年就會(huì)產(chǎn)生10PB數(shù)據(jù)。此外，全國(guó)有3萬多家醫(yī)院，一家三甲醫(yī)院每年會(huì)產(chǎn)生20TB左右的影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)之勢(shì)令人驚嘆，隨之而來的是前所未有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本支出，根據(jù)計(jì)算，采用目前市場(chǎng)主流8TB硬盤，存儲(chǔ)175ZB數(shù)據(jù)則需要230多億塊，每塊硬盤按照單價(jià)1300元計(jì)算，總計(jì)需要30萬億元，大約相當(dāng)于2019年中國(guó)GDP三分之一。

在如此嚴(yán)峻形式下，大量數(shù)據(jù)顯然沒有辦法得到有效保存。有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)2025年全球新增數(shù)據(jù)量達(dá)到175ZB時(shí)，真正能存儲(chǔ)下來的數(shù)據(jù)僅有15ZB左右，流失率超過91%，即使存儲(chǔ)下來的數(shù)據(jù)，得到有效處理和分析的數(shù)據(jù)占比并不高，其中最主要的原因還是計(jì)算和存儲(chǔ)所需要的成本。

降伏成本惡魔至關(guān)重要。

作為全球知名的硬盤廠商，西部數(shù)據(jù)將海量數(shù)據(jù)分為：快數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)兩種類型，其中，快數(shù)據(jù)又分為熱數(shù)據(jù)和溫?cái)?shù)據(jù);大數(shù)據(jù)分為冷數(shù)據(jù)和極冷數(shù)據(jù)。從占比看，快數(shù)據(jù)的占比在20%左右，其余80%的數(shù)據(jù)屬于冷數(shù)據(jù)范疇。其中，快數(shù)據(jù)又稱結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，具有很高數(shù)據(jù)價(jià)值，以往以數(shù)據(jù)庫處理為主；與之相比，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)屬于價(jià)值密度比較低的數(shù)據(jù)，以社交數(shù)據(jù)、機(jī)器數(shù)據(jù)為主，以往多屬于被丟棄的數(shù)據(jù)，但是隨著計(jì)算能力提升，低價(jià)值密度的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理成為了可能，從而社會(huì)迎來了數(shù)據(jù)創(chuàng)新時(shí)代。

西部數(shù)據(jù)公司副總裁兼中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)總經(jīng)理劉鋼表示：“如今，云服務(wù)提供商和系統(tǒng)集成商有一個(gè)共同點(diǎn)：它們都需要一種多層存儲(chǔ)策略，利用多種技術(shù)管理寶貴數(shù)據(jù)的爆炸式增長(zhǎng)和大量工作負(fù)載。西部數(shù)據(jù)開發(fā)、制造, 銷售的內(nèi)容包含了從NAND、固態(tài)硬盤、硬盤和平臺(tái)在內(nèi)的一系列品類。西部數(shù)據(jù)完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案為當(dāng)下蓬勃發(fā)展的數(shù)據(jù)需求提供針對(duì)性能、容量、總體擁有成本的優(yōu)化存儲(chǔ)選擇，幫助我們的客戶有效應(yīng)對(duì)他們的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)挑戰(zhàn)?！?/p>

數(shù)據(jù)創(chuàng)新時(shí)代首要解決的就是海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，滿足不了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求，數(shù)據(jù)創(chuàng)新就無從說起。受數(shù)據(jù)規(guī)模和成本限制，沒有辦法沿用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段，海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要走出一條新路，為此，分層存儲(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生。

有容乃大，先進(jìn)技術(shù)滿足大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求

從技術(shù)的角度看，海量數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)帶來的需求，一是容量的需求，要求足夠存儲(chǔ)空間；二是性能的需求，因?yàn)榇鎯?chǔ)不是目的，數(shù)據(jù)創(chuàng)新才是目的，數(shù)據(jù)創(chuàng)新對(duì)于存儲(chǔ)有傳輸性能的需求，所謂近線存儲(chǔ)，綜合考量，大容量磁盤才是最佳選擇，磁帶、光盤很難滿足需求。

為了追逐大容量，以西部數(shù)據(jù)為首的磁盤廠商在技術(shù)上無所不用其極。

首先是HelioSeal氦氣密封技術(shù)。相比于空氣，氦氣密度僅為空氣1/7，對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)磁盤盤片而言，意味著更低的旋轉(zhuǎn)阻力，以及更小的盤片抖動(dòng)，如此就能夠在有限空間內(nèi)，將盤片從9片增加到10片，提供更高的存儲(chǔ)容量，同時(shí)也能帶來功耗節(jié)省。

與氦氣制造技術(shù)不同，疊瓦式磁記錄(SMR 磁盤)和能量輔助磁記錄(EAMR)技術(shù)是從磁盤盤片磁道距離和磁密度方面進(jìn)行挖潛。其中，SMR允許磁性位區(qū)域與相鄰磁道重疊，就像木瓦重疊一樣，從而增加磁盤磁道的密度，以此來提高磁盤表面的位密度。相比，EAMR是在寫入磁頭的主極施加電流，使之產(chǎn)生額外的磁場(chǎng)，以此來增加提升磁盤磁道的面密度。此外，還有微波輔助磁記錄(MAMR)硬盤能夠比熱輔助磁記錄(HAMR)等創(chuàng)新技術(shù)。其中，SMR、EAMR等氦氣硬盤技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品已經(jīng)投放市場(chǎng)，以西部數(shù)據(jù)為例，已經(jīng)交付了五代采用氦氣密封技術(shù)的硬盤，數(shù)量超過5000萬件;到2024年，SMR HDD的出貨將占所有EB出貨量的50%。

從實(shí)際效果來看，CMR氦氣硬盤，以西部數(shù)據(jù)Ultrastar DC HC550為例，磁盤容量能夠達(dá)到16TB和18TB，Datto、DDN和Dropbox等國(guó)外用戶已經(jīng)率先使用了該大容量的硬盤。如果進(jìn)一步使用SMR技術(shù)，以西部數(shù)據(jù)Ultrastar DC HC650為例，磁盤容量可以進(jìn)一步達(dá)到20TB。

揚(yáng)長(zhǎng)避短，物盡其用

單位存儲(chǔ)密度的大幅度提升，為海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理創(chuàng)造了條件，以8月6日，UCloud最新發(fā)布的新一代歸檔存儲(chǔ)產(chǎn)品為例，相較標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)，新產(chǎn)品能夠降低近80%存儲(chǔ)成本，能夠?yàn)橛脩籼峁┑椭?.024元GB/月的冷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，此外，UCoud 在兼容SMR、CMR盤、雙活高可用、上下電的IO調(diào)度、EC的靈活配置和磁盤故障自動(dòng)化等技術(shù)上下足了功夫，在提供高可靠、大容量存儲(chǔ)的同時(shí)，兼顧TCO的需要。

新技術(shù)在帶來競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也會(huì)帶來一些技術(shù)上的限制。以SMR為例，磁性位區(qū)域與相鄰磁道重疊，硬盤寫入數(shù)據(jù)時(shí)，要先把所要改寫磁道的數(shù)據(jù)緩存起來，一邊要寫當(dāng)前磁道的數(shù)據(jù)，還要將后面磁道的數(shù)據(jù)糾正，這就需要大緩存配置，即使如此也避免不了寫入性能的降低。

因此對(duì)于SMR磁盤存儲(chǔ)而言，應(yīng)該盡可能減少頻繁的數(shù)據(jù)擦寫，最佳的存儲(chǔ)方式就是順序?qū)懭?，讓生命周期相同的?shù)據(jù)處于相同的磁盤分區(qū);減少不同生命周期、不同存取熱度的數(shù)據(jù)的混雜。為此，西部數(shù)據(jù)對(duì)外發(fā)布了分區(qū)存儲(chǔ)技術(shù)(Zoned Storage)，并對(duì)外發(fā)布了libZBC、libZNS共享庫以及開發(fā)工具，支持文件系統(tǒng)和內(nèi)核模塊設(shè)計(jì)，這些技術(shù)已經(jīng)對(duì)外開源，并得到了SUSE、ATTO、Microchip、Broadcom等廠商的響應(yīng)，UCloud最新一代歸檔存儲(chǔ)產(chǎn)品在自研的基礎(chǔ)上，很好兼顧了分區(qū)存儲(chǔ)技術(shù)的要求。

但是疑問在于：與大容量CMR磁盤相比，SMR磁盤容量?jī)H從18TB提升到20TB，僅為2TB提升，還需要克服寫入限制，值得為此大動(dòng)干戈嗎?

答案是：不要小看這2TB容量的提升。我們知道，單位TB價(jià)格( $/TB)只是現(xiàn)代云數(shù)據(jù)中心考量的一個(gè)維度，相比TCO 的降低并不限于降低 $/TB。每個(gè)硬盤的容量越大，服務(wù)器擁有儲(chǔ)存容量越大，例如從14TB遷移到18TB呈現(xiàn)出顯著的TCO收益：服務(wù)器減少了22%;TCO降低了11%。

鑒于數(shù)據(jù)中心占用空間有限，通過更高磁盤容量進(jìn)行更密集的存儲(chǔ)部署，顯然可以帶來更多的收入節(jié)省。存儲(chǔ)服務(wù)器的成本通常要求控制在數(shù)據(jù)中心總體運(yùn)營(yíng)成本的60%以內(nèi)。而實(shí)際上，更高容量的磁盤可以更有效地平衡這一需求。

小結(jié)

冷數(shù)據(jù)占比海量數(shù)據(jù)的80%，不僅如此，UCloud研究發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間推移，大概6個(gè)月左右，各類數(shù)據(jù)訪問量都會(huì)由熱至溫，由溫至冷，如果這些數(shù)據(jù)始終保持在生產(chǎn)系統(tǒng)中，勢(shì)必付出高昂的代價(jià)。為此，有效處理冷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)意義重大!

拿下“錦州”，冷存儲(chǔ)事關(guān)全局，牽一發(fā)動(dòng)全身!十萬火急!

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