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分区存储在zettabyte年龄

你已经听过数据了。到2024年,企业、机器、工业、消费者、科学组织等将每年创造、捕获、复制和消费143zb,根据IDC.要跟上前所未有的数据增长和多种数据类型是一个挑战。

为了在Zettabyte时代蓬勃发展,你需要新的方法来有效地管理这些海量的数据。随着数据中心的扩展,架构也必须扩展。

分区存储提供了一种新的方法来管理云和超大规模数据中心中的数据激增,以具有竞争力的总拥有成本(TCO)实现更有效的伸缩、性能和改进的QoS。

数据放置的低效会限制扩展能力
今天的数据中心存储基础架构主要由硬盘驱动器(HDD)和固态驱动器(SSD)组成。管理增加卷和各种数据时的挑战是数据在这些驱动器中放置的方式。今天的HDDS将主机作为连续的块集,当实际上,它们是以数据写入和映射到各种物理扇区的数据的区域中。当SSD首次引入时,并且因为它们比HDDS快得多,因此SSD设备内的控制器允许主机写入几乎没有限制的数据。因此,使用SSD控制器和固件管理,擦除,组织,移动和重写数据,因此编写了数据。

常规存储数据流

例如,传统的ssd使用Flash Translation Layer (FTL)管理接口从主机数据到实际设备。随着更多的数据被写入和删除,闪存块中就会出现“漏洞”。为了适应这种情况,在设备上保留额外的存储空间(过度配置)。为了保持驱动器的组织,数据被写入、删除、移动和合并。(垃圾收集)。这反过来会导致相同的数据被多次重写(写放大),并需要更多的动态随机存取内存(DRAM)来进行缓存和逻辑到物理映射。这些现实会导致设备产生额外的成本,支持较小的密度并降低服务质量(QoS)。

标准化的地址存储规模
分区存储是一项标准化的倡议,已经出现了帮助数据中心在ZettByte年龄中有效地规模。分区存储设备通过启用应用程序来使用单个软件堆栈来智能地将数据放置在HDD和SSD上的数据中进入“区域”来实现尺度。对于HDD,分区存储技术称为SHINDLED磁记录(SMR)或SMR HDD。使用SSD,分区存储标准是分区名称空间(ZNS)或ZNS SSD。

通过使用分区存储标准,包括ZBC(分区块命令)和ZAC(分区ATA命令集),存储设备和主机软件在存储之前组织数据。这允许数据中心和云服务提供商充分利用最高可用的存储容量,使用SMR HDD和最近批准的分区命名空间,NVME™SSDS的标准。

分区存储数据流

HDDS的SMR
SMR硬盘是一种硬盘驱动器,其中的写入轨道部分重叠,就像屋顶上的瓦片。这是可以实现的,因为写轨道占用比读磁头更宽。与传统的介质hdd相比,这些重叠轨道能够提供更大的区域密度,提供每个机架更好的存储容量和更低的TCO。

用SMR HDD记住一件事是,在不覆盖后续轨道上的数据时无法修改数据。因此,必须以顺序方式进行写入以保留数据。主机软件可以使用标准ZBC或ZAC充分利用SMR HDD。

分区存储现在包含HDD和SSD技术

了解NVME组织如何通过标准化分区命名空间(ZNS)规范来涵盖分区存储概念,以包含两个硬盘和SSD。

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硫化锌的ssd
ZNS SSD架构将闪存划分为多个分区,极大地简化了驱动器架构。

因为数据以有组织(分区)的方式存储在SSD上,所以闪存控制器不必不断重写数据、移动数据和执行垃圾收集。因此,需要更少的DRAM,并显著减少过度供应的必要性。

区域对SSD内部结构完美对齐,简化了闪存管理。通过智能地放在驱动器上的数据,ZNS提供了许多好处。

  • 增加密度和规模,尽量减少过度供应
  • 降低了DRAM和其他支持逻辑的成本显着降低
  • 随着数据的增加,耐力增加,不断地重新编写,需要最小的垃圾收集,这也意味着更大的吞吐量和更可预测的延迟。与传统的SSD相比,这使得在非常大的尺度上实现更好的QoS

统一管理hdd和ssd硬盘
通过统一的软件框架,数据中心和云提供商可以更高效地将数据存储在SMR hdd和ZNS ssd上。带分区存储的hdd和ssd为扩展和最大化容量、提高性能和持久性、降低整个存储生态系统的TCO提供了基础。

由西部数据支持,ZonedStorage.io.汇集了基于标准的工具、库、资源和支持技术文档。

通过利用分区的存储,数据中心和云提供商可以自信地解决扎塔比亚时代。

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