看西部數據企業級存儲解決方案如何助力遠程辦公

　　受年初新冠肺炎疫情爆發的影響，各行各業都被迫延期開工，互聯網公司紛紛開啟了遠程辦公模式，這場波瀾壯闊的遠程辦公大型實踐，對于企業云存儲解決方案也是一場突如其來的挑戰。

　　對于大型互聯網公司的線上辦公，多人視頻會議、大量文件傳輸、多維數據分析、云和超大規模計算等高頻、高效的協同工作全部依靠在云辦公的服務器上。所以云辦公對于服務器的存儲系統要求是需要應對7*24小時的高負荷運轉，同時要具備大量數據吞吐、海量數據存儲、低延遲及數據安全等能力。

　　同時，為了應對非常時期全員云辦公的各種功能研發的需求，存儲方案還要為頻繁的產品功能迭代提供保障，不僅能夠快速部署云存儲，更需要能夠海量擴展，應對負載、延遲及帶寬等挑戰。所以，疫情催生的遠程辦公模式對于數據存儲市場來說，既是挑戰，也是機遇，只要克服了這些痛點，行業會向前邁一大步。

　　企業級SSD和HDD之云辦公

　　遠程辦公對于存儲設備的要求就是穩定、高效和安全，這就考驗企業對于存儲介質的選擇了。目前企業級存儲設備和消費級類似，主要是企業級SSD和HDD，哪種存儲介質更適合云辦公呢?

　　簡而言之，SSD的出現解決了HDD易損、讀寫能力弱及延遲高的問題，但HDD之所以沒有被SSD取代，是因為HDD擁有SSD無法比擬的容量和價格。無論終端還是云端，企業級硬盤的應用都是以降低各種使用場景延遲為主，高隨機讀取IOPS、耐久度、兼容性等其他性能兼具的優質存儲設備。

　　對于大型企業的云辦公來說，更多的是考驗存儲設備對于密集型工作負載的應對能力，以及大規模數據存儲的要求，所以在這個數據被視為資產的時代，大型企業一般都會通過異構存儲方案來優化自身的服務器性能，稍后為大家詳細介紹。而中小型企業的云辦公平臺更多的是通過付費租賃得到的，因為搭建一個內部的服務器成本確實很高。在滿足基本辦公功能的需求下，付費給專業的云存儲服務商，實現企業輕松上云。同時服務商也能通過這種方式彌補云服務器搭建的成本，甚至獲利。

　　業界主流異構存儲方案

　　面對5G和AI等技術的發展，數據大爆炸時代即將到來，給數據存儲的高性能和經濟效益提出更高的要求，尤其是在大數據中心和企業服務器存儲領域。根據市場研究公司IHS Markit的數據，2018年全球固態硬盤市場將達到324億美元，到2022年將增長到518億美元。這一增長將主要得益于企業級SSD市場，年增長率為15.7%。

　　市場在增長，技術就要不斷的更新迭代。為了解決傳統存儲架構在海量數據到來時表現出的痛點，如DRAM的容量不夠、性能無法滿足、成本上升等問題，全球各大數據存儲廠商紛紛發布獨家的異構存儲解決方案，針對性解決數據存儲目前遇到的挑戰。

　　異構存儲之所以可以成為各大廠商爭先使用的解決方案，是因為這種方案將不同結構的存儲介質組合起來，無縫聚合，使其性能提升，更高效的實現數據資源集中調度，根據各個存儲介質讀寫特性的不同發揮各自的優勢，將不同特性的數據存儲在合適的存儲介質中。簡單來說，即在最經濟的情況下同時滿足大數據實時計算的需求和海量數據存儲。

　　目前業界主流的異構存儲方案以兩個方向為主，一種是以英特爾傲騰分布式固態硬盤系列、三星Z-NAND全閃存解決方案及鎧俠XL-FLASH為代表的存儲級內存(SCM)思路，一種是以西部數據和SK海力士側重的分區存儲技術。

　　圖源：中國閃存市場

　　存儲級內存(SCM)是在內存和閃存存儲層中間插入若干層緩沖層，減少每一層間的速度差，使存儲結構更加平滑，填補了原有層級間的空白，在數據中心存儲領域形成合力，用來解決內存和閃存之間的性能鴻溝。

　　其中，英特爾在2015年宣布成功研發3D XPoint技術，布局傲騰系列。業內通常認為3D XPoint是一種基于相變化的新型存儲技術， 3D Xpoint是DRAM價格的一半左右，但會比NAND閃存貴4到5倍。相較NAND閃存，英特爾宣稱其有10倍的低延遲，3倍寫入耐久，4倍每秒寫入、3倍每秒讀取的性能提升，以及30%的功耗。英特爾異構存儲模式用不同存儲介質，實現優勢的完美組合，用QLC降低成本，滿足不同應用需求。

　　三星也同樣看好SCM思路，強勢發展Z-NAND SSD應用在數據中心。Z-NAND SSD與現在先進的NVMe SSD相比，可以實現更快的訪問和響應，延遲時間降低五分之四，單位讀取速度是普通NAND Flash芯片的10倍。三星基于Z-NAND技術也推出了NVMe Z-SSD，容量高達800GB，與普通NVMe SSD相比，有更快的訪問和響應速度，延遲更降低了5倍，顯著提高了性能。此外，Z-NAND SSD可保證最高每日30次整盤寫入，轉為處理繁重的工作負載設計，滿足全球OEM的不同需求。

　　鎧俠(原東芝存儲器TMC)也相繼發布了新的存儲器解決方案：XL-Flash，該技術是基于Bics Flash 3D NAND技術和SLC，技術延遲要遠低于普通3D NAND，尤其是在讀延遲上更是低于10倍以上。XL-Flash將為數據中心和企業存儲帶來了低延遲和高性能的解決方案。

　　圖源：PCEVA

　　由此可見，除了在內存級存儲(SCM)層面的技術研發，各存儲廠商都在追求更低的產品成本、更高的存儲容量。這一解決方案就是被各家看好的QLC技術。雖然QLC技術相對來說有其壽命問題和可擦寫性低等短板，但如今被西部數據、三星等開始強調QLC在讀取密集型應用方面的優勢。

　　西部數據認為，如果解決產品的寫入限制問題，QLC產品可以經濟高效地實現存儲密度的深度擴展。西部數據的分區存儲技術，成功實現了對QLC寫入壽命損失的有效管理、同時大幅提升產品耐久性，進而詮釋系統存儲效益最大化和數據中心TCO的最優化。

　　所謂分區存儲技術，利用可編程的去集群化的基礎架構，劃分數據區域，有效提高數據中心服務器存儲效率，對工作負載進行合理優化，從而提高性能和效率，實現總體擁有成本最低。西部數據作為該技術的代表企業認為，目前存儲產業主要通過增加存儲密度的方式提升存儲容量，如采用提升3D NAND的層數，目前3D NAND的層數已經提高到96層，但是這樣的提升挑戰也越來越大。西部數據認為，提高存儲能力不應僅僅停留在存儲介質本身，要重新看整個數據的基礎架構，通過開源、通過標準化，和業界各方攜手共同推動問題解決。

　　西部數據在2019年6月推出分區存儲技術，其核心是實現SMR-HDD、ZNS-SSD同一架構下的數據存儲和訪問，為此，西部數據發布了libZBC、libZNS共享庫，以及開發工具，支持文件系統和內核模塊設計，從軟件棧的角度，為SMR-HDD應用掃除障礙，同時兼顧SSD的需要。

　　為了推動分區存儲技術使用，西部數據采取了開源策略，開發者、生態合作伙伴可以通過ZonedStorage.io 訪問來獲取這些開源的信息。

　　除西部數據之外，SK海力士也看好分區存儲解決方案。SK推出業內首款基于ZNS的數據中心SSD解決方案。與現有的固態硬盤(SSD)相比，新款ZNS固態硬盤(SSD)的速度和可靠性提高了30%，壽命延長了4倍以上，非常適合用于下一代數據中心。

　　分區存儲技術的高效實現

　　在各家存儲廠商百花齊放的時候，西部數據依舊積極推廣分區存儲技術，同時也研發了多種規格的產品來支持分區存儲解決方案。在SMR-HDD、ZNS-SSD同一架構下的存儲技術對于硬件產品的要求相對來說更加全面。云辦公的迅速興起帶來的數據爆炸式增長，對于企業數據中心的存儲方案提出了新的需求：如何在滿足海量數據存儲和高負載、高效率的工作模式的同時，保證數據安全和優化系統成本?

　　西部數據的企業級HDD和SSD大家族中，兩個代表性系列產品脫穎而出，輕松解決大型云存儲服務器在高負載環境下實現低延遲、最大吞吐量、高安全等級和最大存儲量。

　　企業級HDD—Ultrastar DC SN550 18TB HDD：

　　大數據的廣度和深度不斷推動各種應用和工作負載對提高容量的普遍需求，對此，西部數據提供的Ultrastar DC HC550 HDD能夠進一步滿足企業云辦公的高端需求。Ultrastar DC HC550 HDD是適用于大規模、云和企業存儲的 18TB CMR HDD，不僅奠定了實現無憂數據中心的基礎，具有可應對數據爆炸的高容量，傳統磁記錄 (CMR) 技術還能夠在容量企業環境中無縫工作。

　　然而，大容量的基礎設施搭建帶來的是TCO增高，如何解決這一問題成為了Ultrastar DC HC550 HDD的極大優勢。這款專為公共和私有云環境而設計的HDD，滿足大容量的同時，還通過低功耗和提升MTBF來降低TCO，完美解決存儲密度、每 TB 功耗 (W/TB) 和每 TB 成本 ($/TB)等對于基礎設施至關重要的問題。

　　這一問題的解決，最主要的技術支持來自HelioSeal 氦氣密封技術，該技術是實現更高硬盤容量、更高可靠性等級和極高功耗效率的關鍵。DC HC550 采用業界唯一的第6代HelioSeal氦氣密封技術。這種創新技術的基本原理是將 HDD 密封起來，用密度僅有空氣七分之一的氦氣代替內部的空氣，大大降低磁盤的阻力，降低能耗。相對于空氣型HDD，氦氣的填充也突破了空氣填充的存儲上限，從存儲密度、功耗、冷卻成本、可靠性、容量等各個層面降低數據中心TCO 。HelioSeal 氦氣密封技術重新設定了傳統高容量 HDD 的邊界和挑戰，從而大幅提高了效率、可靠性和價值。

　　企業級SSD—Ultrastar DC SN640 NVMe SSD：

　　對于要求苛刻的企業、云計算和大規模工作負載而言，SSD 能以更快的速度獲取情報以及訪問關鍵數據，可以滿足業務應用不斷增長的數字需求。Ultrastar DC SN640 NVMe SSD在使用過程中的優質表現更能凸顯SSD的優勢：高IOPS和超大吞吐量以及7*24h的耐久度和可靠性。

　　Ultrastar DC SN640 NVMe SSD配置西部數據自研控制器以及西部數據 96層的BICS4 3D TLC NAND閃存，大幅提升了存儲密度和降低功耗，從而大幅提升存儲性能。Ultrastar DC SN640 NVMe SSD在存儲容量上也能滿足各大數據中心的要求， U.2接口配置高達7.68TB的可用容量，M.2 22x110接口配置高達3.84TB的可用容量。Ultrastar DC SN640為高密閃存1U服務器打造，EDSFF-L的接口配置提供高達30.72TB的可用容量，不僅可以靈活的根據系統配置，還為大數據、人工智能、高性能計算應用等工作負載的用戶帶來真正競爭優勢。

　　接口/最大功耗 隨機負載之耐用等級(DW/D，5 年) 可用容量 (GB)

　　U.2 7mm (8.75W) 2 DW/D 800, 1600, 3200, 6400GB

　　0.8 DW/D 960, 1920, 3840, 7680GB

　　M.2 22x110 (8.25W) 0.8 DW/D 960, 1920, 3840GB

　　EDSFF – Long (14W) 0.8 DW/D 7680, 15360, 30720GB

　　對于大型數據中心而言，未來大數據就是企業最大的財富，所以數據中心安全性能也是搭建的主要考慮因素之一。西部數據為此提供更全面的安全選擇： Crypto Erase可以保證磁盤密鑰等信息的安全擦除，同時符合TCG規范，通過 FIPS 140-2安全認證，全力保證企業 數據庫的安全。