什麼是 Western Digital 的 Zoned Storage Initiative?


企業、機器和消費者生成的內容會建立大量資料,這些資料不斷對資料中心的儲存能力提出更高要求,推動其從數 PB 級提升到數 EB 級。截至今日,當前的固態硬碟和傳統硬碟技術一直在不斷滿足這些大規模資料儲存需求。

Zoned Storage 是一項基於標準的開源計畫,旨在使資料中心能夠有效擴展,以迎接 ZB 級儲存容量紀元。Zoned Storage Initiative 會使用傳統硬碟 (HDD) 中用於提高儲存密度的疊瓦式磁記錄 (SMR),以及固態硬碟 (SSD) 中名為「Zoned Name Spaces」的配套技術來儲存和擷取資訊。

Zoned Name Spaces 是 NVMe 標準的擴展。借助此項技術,我們能夠提供分區與傳統硬碟類似的固態硬碟,從而允許將所有儲存空間 (無論是傳統硬碟,還是固態硬碟) 視作同一種技術。Zoned Storage Initiative 允許在分離環境中運用 SMR 和 ZNS 技術、開源標準和專用運算。

Zoned Storage Initiative 允許在分離環境中運用 SMR 和 ZNS 技術、開源標準和專用運算。

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藉由現有儲存技術能否以最佳 TCO 儲存數百艾位元組的資料? 我們能實現 ZB 級及更高的儲存容量嗎?

很明顯,傳統的資料中心架構將越來越無法滿足以合理的 TCO 儲存大量資料的需求。要管理 ZB 級資料中心,現有的固態硬碟和傳統硬碟技術需要採用一種創新方法,在不犧牲效能的情況下提高儲存容量。

為以資料為中心的世界提供創新

影片

系列影片:向資料中心架構師介紹分區命名空間 SSD

2020 年 1 月 30 日

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系列影片:向資料中心開發者介紹分區命名空間 SSD

2020 年 1 月 30 日

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系列影片:什麼是帶狀磁性記錄 (SMR) HDD?

2020 年 1 月 30 日

新聞稿

Western Digital Champions Zoned Storage 是一項重新定義 ZB 級資料中心的開放計畫

2019 年 6 月11 日

Western Digital 專注於實現專用、開放和可擴展的資料中心架構,現在推出了 Zoned Storage,這項計畫為雲端帶來了新的創新技術和行業標準...

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Ceph 歸屬 Zoned Storage 的資料基礎架構

2019 年 5 月 23 日

分區塊裝置是近年來為滿足大規模資料基礎架構的需求而引入的一種新型儲存裝置。在本演示中,我們將介紹分區塊裝置以及 Ceph 如何...

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Zoned Namespaces 的特徵

2019 年 5 月 15 日

Western Digital 的 Matias Bjoerling 在加利福尼亞州聖荷西的 OCP 會議上講述 Zoned Namespaces (ZNS) 和開放式固態硬碟 (SSD) 架構的特徵。

什麼是 SMR?


SMR 是「Shingled Magnetic Recording」(疊瓦式磁記錄) 的縮寫字,是一項用於增加容量並降低硬碟每 TB 成本的重要技術。

該技術主要應用於世界最大的雲端資料中心的硬碟。隨著建立的資料量不斷增長,雲端服務提供商正在尋求降低成本的方法,以啟用新應用程式並提供雲端儲存優勢,從而簡化我們的生活並提高他們提供的服務的價值。借助連線的裝置,我們能以相片、視訊和音訊的形式擷取和共用更加豐富的資料。

硬碟是最具成本效益的資料儲存技術,但現在我們面臨的挑戰是提高每部磁碟 (或硬碟中的「碟片」) 上可儲存的容量和資料量。增加硬碟容量和儲存密度可實現多方面優勢。裝置中每 TB 資料的成本隨著資料中心相應基礎架構成本的降低而降低,包括房地產、機架、伺服器和網路設備。

SMR 如何降低成本? 硬碟中的每個碟片都以磁軌格式儲存資料。要增加容量,這些磁軌的寫入範圍必須越來越窄,同時在各軌道之間保持一些空間或緩衝區。必須在裝置中管理這些緩衝區,以便即使實際環境因冷卻風扇在系統中產生的振動而不盡理想,也能保持資料的完整性。SMR 以一種「堆疊」的方式編寫磁軌以規避這一影響,這種方式很像屋頂上瓦片的排列方式,因此稱為「疊瓦式磁記錄」。

SMR 顯著增加了每個碟片上可儲存的容量,提高了我們所說的「面積密度」,並降低了上述成本。在特定世代的硬碟技術中,這可以產生大約 15% 的額外容量,同時降低裝置和系統級別的成本。

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一直以來,傳統硬碟使用的都是 CMR,即「常規式磁記錄」,沒有疊瓦式磁軌,也沒有管理順序區域的要求。CMR 硬碟支援完全隨機的讀寫作業。

不過,越來越多的雲端服務提供商正在投資主機軟體和檔案系統,這些系統可以管理 SMR 的複雜性,從而大規模地為客戶節省成本。這是一種從根本上重塑雲端資料中心的趨勢,並將在未來繼續提供更低成本和更高價值的資料。

要進一步瞭解 SMR 技術,您可以在此處找到詳細的白皮書
開發者可以在此處找到開發庫和工具:https://zonedstorage.io

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