Western Digital領導推廣開源儲存架構的Zoned Storage 重新定義Zettabyte(ZB)規模數據中心

文章來源:APEX   發表時間:2019/06/18 瀏覽次數:726

Zoned Storage架構利用標準化ZNSSMR 科技以達成更高效的ZB規模數據中心

為了實踐專用、開放且可擴充的數據中心架構,Western Digital今日發表結合創新與業界標準的分區儲存(Zoned Storage)架構,讓雲端與超大規模數據中心架構師在ZB規模世代來臨之際,可以規劃並設計有效率的分層儲存方式,維持總體擁有成本的競爭力、創造更大的經濟規模。

 

根據IDC預測於2023年後,企業、工業、消費者、機械與科學相關領域每年將產生103ZB的數據量。為此,下一世代的資料儲存中心需以嶄新的方式建設,例如配置可組合/分解基礎設施(Composable Disaggregated Infrastructure)。在處理與日俱增的工作量、應用程式與數據集,現行的通用型架構已不勝負荷且會耗費過多的資源和成本。由於未來的數據多數都會呈現序列特性,如影音、物聯網與邊緣運算、監控,以及可以歸類或「分區」的大資料人工智慧/機器學習;因此如果加速採用分區儲存裝置來組織應對各樣工作負載量,就有機會提升效能與效率,同時降低總體擁有成本。

 

分區儲存架構讓應用程式、網路主機與儲存裝置能夠協調資料的存放,並能充分利用疊瓦式磁記錄硬碟(SMR HDD)此類最高容量的存儲裝置;搭配NVMe 固態硬碟(SSD)新興的「分區命名空間(Zoned Namespaces)」標準,可提供更耐用、更容易預測且低延遲的服務品質表現。ZNS是NVMe標準的計畫延伸,可與SMR技術相容,讓開發者只用同一儲存設計架構就能使用SMR與ZNS,而且不限媒體類型。在2023年,Western Digital預計出貨的EB級HDD中有50%採用SMR,屆時客戶將能夠利用已開發於SMR的應用程序來同等涵蓋高容量ZNS SSD上的應用。SMR 和ZNS能為應用程序架構提供「智慧」之餘,更將能成為奠定現代與未來新ZB規模的基礎。

 

 

「無庸置疑地,業界必須聯手找出既創意又新穎的方式來建構與設計未來的基礎架構,如此,才能更聰明、更有效率地優化工作負載量、儲存方式與運算基礎結構。」IDC基礎架構系統、平台及技術事業群(Infrastructure Systems, Platforms and Technologies)副總裁Ashish Nadkarni指出,「HDD與SSD在2022年的合計營收會佔整體IT基礎建設成本的27%,我們認為SMR、SSD和ZNS三者結合創造了一個絕佳的機會,讓雲端與超大規模數據中心等客戶能優化基礎架構,降低規模經濟成本。業界透過一個標準化並開放方式來整合ZNS與SMR架構是合理的進展,如此就能同時利用SMR HDD的容量密度優勢與快閃記憶體的創新。而且,先進入市場的業者,勢必能率先在總體擁有成本與學習曲線上取得競爭優勢。」

 

SMR容量密度優勢結合ZNS NVMe SSD 共同為分區儲存奠下基礎

 

愈來愈多雲端服務供應商投資在可管理大容量SMR HDD的主機軟體上,為客戶大規模地降低總體擁有成本。SMR和ZNS正在徹底地革新雲端與企業數據中心,為企業在長期總體擁有成本方面帶來優勢。隨著生態系不斷成長,且持續採用SMR的趨勢,Western Digital始終致力於最大化容量,並搭配不斷進化的熱輔助磁性記錄技術(Energy Assist Recording Technologies)。如今,Western Digital的15TB Ultrastar DC HC620 SMR HDD已進入量產出貨。

 

Western Digital也公布開發ZNS版本的SSD,為分區儲存提早佈局。ZNS NVMe SSD比傳統NVMe SSD擁有幾項優勢。為符合NVM Express, Inc.,制定的標準,此ZNS SSD經過設計可減少SSD的寫入放大 (Write Amplification)、增加容量並改善資料吞吐量與延遲時間。ZNS SSD能具備這些優點是因為可以根據SSD實體性能與特性劃分區域,大幅提升資料放置的效率。

 

ZonedStorage.io 新社群提供開源工具與程式庫

 

Western Digital不僅持續在NVMe聯盟內貢獻、長期提供開源社群各項SMR的相關工具,更創立了ZonedStorage.io網站。ZonedStorage.io與開源社群、客戶、業界多方合作,不但在開發者社群內啟動應用程式開發計畫,更協助數據中心基礎架構工程師能妥善利用分區儲存技術。網站上提供各種資訊,包括軟體開發程式庫、工具、ZNS資訊、SMR資源和各類參考架構 – 示例統一框架管理特製的ZNS SSD與容量優勢的SMR HDD。通過這一舉措,開發人員就能在這個發展迅速的新生態系中和社群、業界與支持者,如ATTO Technology、Broadcom(博通)、Mellanox(邁倫)、和SUSE等企業互動建立信心。

 

Western Digital持續推廣ZonedStorage.io網站,旗下產品組包括了Ultrastar ZNS NVMe開發版SSD與Ultrastar DC HC620 15TB SMR HDD。目前Ultrastar DC HC620 15TB SMR HDD已量產並持續供貨給已驗證此產品的客群, 而正在開發中的Ultrastar ZNS NVMe開發版SSD僅供貨給特定客戶。若需閱讀更多產品資訊請至Western Digital官網或前往ZonedStorage.io獲得更多開源資訊。

 

業界反饋:

 

「在數位化的時代下,未來還會有多少內容產生?從健康醫療、自駕車還有數位市集與智慧城市等,而我們現在的技術不過才僅僅觸碰到ZB規模儲存世代的表面而已」Western Digital技術長Martin Fink表示,「在資料鋪天蓋地來臨之際,數據中心架構師無法單靠通用IT技術就能解決問題。但分區儲存的架構,以及我們在快閃記憶體與SMR上的創新,包括20TB的硬碟,都能給予客戶所需的工具與資源來建構並智慧地優化工作,替未來世代做好準備。透過我們對軟體堆疊 (Software Stack) 的理解以及對和相關規格標準協會的實證貢獻,如RISC-V和NVMe/NVMe-oF,我們期待和開源社群分享所知,以幫助推廣ZNS 和SMR技術的採用。」

 

「我們已經和Western Digital合作了一段時間,不斷為Host-Managed SMR HDD生態系統測試、驗證、並推出解決方案。」博通數據中心解決方案事業群副總裁暨總經理Jas Tremblay表示,「作為儲存控制器的領導廠商,我們的目標就是要讓客戶創造出最理想的基礎架構規劃,減少風險並降低總系統成本與縮短產品推出到市場的時間。分區儲存的架構不只新穎更是具有時代意義的一步,讓雲端與需超大規模容量的客戶能為ZB規模儲存時代做好準備。我們很感謝有Western Digital的強大後盾、還有NVMe委員會和開源社群的支援,讓我們能替分層儲存帶來有效化的分配、智慧化和標準化等特性,為未來世代做好準備。」

 

「SUSE是開源軟體與軟體定義基礎架構的先驅,協助我們的客戶管理複雜的資料,並提升管理效率。」SUSE 的Linux Platforms產品管理總監Matthias Eckermann表示,「主機管理式SMR HDD和ZNS是分區儲存架構的兩大基礎技術,而SUSE Linux Enterprise Server 15與SUSE Enterprise Storage在協調應用程式、主控系統 和儲存裝置中皆扮演重要的角色。最終的成效就是提升工作效率、妥善利用IT 基礎建設與資源,並降低總體擁有成本。我們期待在ZonedStorage.io社群上持續貢獻,協助實現ZB規模資料的新世代。」

 

「邁倫科技提供獨特的智慧網路與儲存加速技術,並致力於與Western Digital合作將同級最高的儲存解決方案帶給全世界的客戶。」邁倫科技的軟體架構資深副總裁Dror Goldenberg表示,「我們期待和Western Digital攜手在分區儲存提案上利用SMR 和ZNS的儲存技術,結合邁倫的BlueField與SmartNIC產品系列,提供擴充性與適應性極高的基礎建設,以面對數據中心日漸龐大的數據量、頻寬需求和新應用程式類型。」

 

「作為專注於儲存、網路連線以及苛刻數據密集型IT和M&E架構解決方案領導者,我們的目標是要和生態系夥伴共同合作,包括與Western Digital的 Host-Managed SMR,與開源社群以給予客戶更好方式的儲存、管理、傳遞資料。」ATTO Technology資深行銷總監Tom Kolniak表示,「分區儲存透過ZonedStorage.io所提供的基礎開源資訊之餘,也涵蓋ZNS 和 SMR,為軟體定義儲存(SDS)的建設創造了更多選擇來管理目前複雜的儲存挑戰,同時為將來可以更智慧地管理、擴增工作負載量打下根基。」

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