2020年的五種顛覆性存儲技術

John Edwards

幾十年來，存儲技術的進步主要以容量和速度來衡量。如今情況已經發生了變化。近年來，由于出現了新的技術和方法，使得存儲更加智能、更加靈活且更易于管理，因此原來的衡量基準得到了強化，甚至會被取代。

隨著IT領導者開始尋求更有效的方法來應對人工智能、物聯網設備和眾多其他來源所產生的數據海嘯，原本已經僵化的存儲市場明年可能會被攪動起來。以下五種存儲技術隨著企業的不斷采用，在2020年將對市場產生顛覆性影響。

軟件定義存儲

受到自動化、靈活性、存儲容量增加和員工效率提升的的吸引，越來越多的企業正在考慮轉向軟件定義存儲（SDS）。

SDS將存儲資源與其底層硬件分離開來。與常規的網絡附加存儲（NAS）或存儲區域網絡（SAN）系統不同，SDS設計為可在任何行業標準的x86系統上運行。SDS部署者可獲得的優勢包括工作負載與存儲之間的交互更加智能、敏捷的存儲消耗和實時可擴展性。

技術研究和咨詢公司ISG的首席顧問Cindy LaChapelle解釋說：“SDS技術虛擬化了可用的存儲資源，同時還提供了簡潔的存儲管理界面，將不同的存儲池顯示為統一的存儲資源。”

SDS提供了抽象、移動性、虛擬化以及存儲資源管理與優化。該技術還要求管理人員轉變觀念，原來的觀念把硬件視為最重要的企業存儲元素，現在的新觀念不再把硬件視為關鍵的支持元素。在2020年，管理人員將出于各種原因開始部署SDS。

LaChapelle說：“通常，目標是通過減少管理工作量來提高運營費用。固態硬盤（SSD）技術正在改變許多組織機構使用和管理其存儲需求的方式，讓其成為了向SDS過渡的主要潛在部署者。這些技術為組織機構提供了更好的控制性和可配置性，以實現適當的性能和容量，同時這些技術還優化了利用率和控制了成本。”

如果想將SDS的顛覆性降到最低，用戶需要清晰而透徹地了解應用程序對容量和性能的要求。潛在部署者還需要誠實地評估其組織管理SDS環境的能力。根據內部專業技術水平的不同，擁有預包裝軟件和硬件的SDS設備通常會提供最佳的部署流程。

NVMe/NVMe-oF

早期的閃存設備通過SATA或SAS（數十年前為硬盤驅動器開發的接口）連接的。運行在PCIe（外圍組件互連高速）層之上的NVMe（非易失性內存Express），是一種功能更強大的通信協議，專門針對的是高速閃存存儲系統。NVMe支持低延遲命令和并行隊列，旨在利用高端SSD的性能。

卡耐基梅隆大學Tepper商學院助理教授Yan Huang說：“與現有協議相比，它們不僅為現有應用程序提供了顯著更高的性能和更低的延遲，而且還為數據中心、云計算和邊緣環境中的實時數據處理提供了新功能。這些功能可以幫助企業在大數據環境中脫穎而出。”NVMe對于數據驅動型業務具有特別的價值，尤其是那些需要實時數據分析或以新興技術為基礎的業務。

NVMe協議不僅限于連接閃存驅動器，它們也可以用作網絡協議。NVMe-oF的出現使得企業可以創建超高性能存儲網絡，其延遲可與直接連接存儲（DAS）媲美，因此可以在需要時在服務器之間共享閃存設備。

與以前的產品（例如SATA和SAS）相比，NVMe和NVMe-oF在性能和低延遲方面均出現了飛躍。存儲制造商Viking Enterprise Solutions的首席架構師Richard Elling說：“這可以實現以前無法實現或成本過高的新解決方案、應用程序和用例。”

迄今為止，成熟度和穩健性的缺乏限制了NVMe/NVMe-oF的采用。Elling指出：“通過增強功能，例如新發布的基于TCP的NVMe，我們看到新應用程序和用例的部署率在快速增長。盡管在早期部署階段增長較為溫和，但是現在我們看到NVMe和NVMe-oF已經取得了長足發展，并將在2020年開始加快部署速度。”

計算存儲

作為一種允許主機CPU在存儲層而不是在主存儲器上執行流程的方法，計算存儲吸引了越來越多IT領導者的興趣。

新興的人工智能和物聯網應用程序需要越來越多的高性能存儲以及額外的計算資源，但是將數據轉移到主機處理器既昂貴又效率低下。技術孵化器富士通解決方案實驗室的高級存儲架構師Paul von-Stamwitz說：“得益于高性能的SSD，將計算移向存儲的趨勢已經持續了好幾年。”一些觀察人士認為，2020年將是該方法進入IT主流的一年。

von-Stamwitz解釋說：“計算存儲可以通過幾種不同的方式被使用，例如使用小型邊緣設備在將數據發送到云端之前過濾數據，為數據庫提供數據排序的存儲陣列，為大數據應用程序轉換大型數據集的機架級系統。”

NVMe和容器是計算存儲的主要賦能器。von-Stamwitz建議說：“如果還沒有做這些工作，那么IT經理應該計劃過渡到基于NVMe和基于容器的基礎設施上。此外，管理人員能夠確定哪些應用程序從計算存儲效率提升中受益最多，并與相應的供應商展開合作。”

存儲級內存

多年來人們一直認為存儲級內存（SCM）終將會被廣泛采用，2020年可能這一預測變為現實的一年。盡管英特爾Optane、東芝XL-Flash和三星Z-SSD內存上市已經有一段時間，但是到目前為止，它們還沒有產生什么顛覆性影響。

企業存儲軟件開發商Weka.io的首席技術官Andy Watson表示：“現在最大的變化是英特爾已經使他們的Optane DCPMM持久性內存模塊能夠正常工作。這是一款改變游戲規則的產品。”

英特爾的設備融合了快速但易失的DRAM的優點和較慢但持久的NAND存儲的優點。這種DRAM和NAND的優點整合在一起可以提高用戶處理大型數據集的能力，同時為用戶提供DRAM的速度以及NAND的容量和持久性。

SCM不僅比基于NAND的閃存在速度上要快1000倍。Watson 說：“延遲將是微秒級的，而不是再是毫秒級了。”他補充說：“我們需要一些時間來針對這一優勢好好規劃一下我們的應用程序和基礎設施。”Watson預測SCM最初大顯身手的地方將是擴展內存，他指出第三方軟件已經允許內存中的應用程序使用Optane來實現高達768TB的占用空間。

由于計劃采用SCM的數據中心僅限于部署在使用最新一代英特爾CPU（Cascade Lake）的服務器上，因此這有可能會降低該技術的直接影響。Watson說：“由于投資回報率非常誘人，因此可能引發數據中心升級浪潮，以迎接這一巨變帶來的發展機遇。”

基于意圖的存儲管理

在SDS和其他最新存儲創新的基礎上，基于意圖的存儲管理有望在2020年以后改善存儲架構的規劃、設計和實施，尤其是對于那些需要處理關鍵任務環境的組織機構。

企業存儲軟件開發商Datera的首席技術官 Hal Woods說：“快速擴展、運營敏捷性和新興技術部署等是多年來我們在網絡中看到的優勢，如今基于意圖的方法也可以為現有的和新的應用程序提供這些優勢。”他還補充說，與傳統的存儲管理相比，該方法還可以將部署時間和管理工作壓縮幾個數量級，并且更不容易出錯。

借助基于意圖的存儲管理，有特殊需求（例如“我需要快速存儲”）的開發人員可以擺脫管理開銷的束縛，因此可以更快地配置容器、微服務或常規應用程序。

Woods說：“基礎設施運營商可以管理應用程序和開發人員的需求，包括性能、可用性、效率和數據放置，并允許通過軟件中的智能來優化數據環境，以滿足應用程序的需求。” 此外，借助基于意圖的存儲管理，開發人員可以便捷地調整存儲策略，不必花上幾天時間手動調整每個陣列。

由部署、使用、遙測、分析和SDS技術構成的持續且自治的循環使基于意圖的存儲成為了可能。Woods說：“SDS系統可以采用人工智能/機器學習技術來持續確保滿足客戶指定的意圖，甚至可以在人工智能/機器學習引擎提供有關改善客戶環境的反饋的情況下無中斷地調整意圖。”

與任何顛覆性技術一樣，基于意圖的存儲管理也存在平衡部署門檻與承諾價值之間的問題。Woods指出：“基于意圖的存儲并不是一種普遍適用性技術。它們在分散的、大規模的、關鍵任務的環境中可以發揮最大價值。在這種環境中，開發人員的速度和運營敏捷性將會對業務產生最大的影響。但是對于規模較小的且不太重要的環境，諸如直接連接存儲或超融合基礎設施之類的方法通常就足夠了。”

本文作者John Edwards 為資深商業技術記者，曾在《紐約時報》《華盛頓郵報》以及CIO、Computerworld、Network World、CFO Magazine、IBM Data Management Magazine、RFID Journal和Electronic Design等眾多商業和技術刊物上發表過大量文章。

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https：//www.networkworld.com/article/3453380/5-disruptive-storage-technologies-for-2020.html