2021年的数字存储预测第三部分：通用存储体系结构、NVMe等的发展

2020年的疫情大流行逼迫我们在家办公，使我们了解到数据连接中数字连接以及计算，内存和网络的重要性。可想而知疫情流行结束后，在大流行期间创造的偏远工作趋势将继续。根据INAP的最新调查报告，“ 54％的人表示…大流行促使他们的组织将应用程序和工作负载移出了内部部署。IT专业人员还面临着他们预期在2021年面临的最大挑战，调整基础架构和网络策略以实现长期远程工作。”

一些行业尤其受到大流行的影响，因此不得不在存储技术的帮助下争先恐后地寻求生存之道。例如，在2020年的大部分时间里，实时视频投影将被关闭或受到严重限制。据Spectra Logic副总裁或产品管理和解决方案工程副总裁David Feller表示，“大流行导致了媒体和娱乐业（遭受重创的行业之一），几乎完全依赖于重用先前存在的内容，因此对归档的访问绝对至关重要。”

此举将支持新的工作模型，提供对存档的便捷访问，以及机器到机器数据生成和数据移动的增长（随着IoT，AI和其他大数据应用程序的增长），将推动数字存储和存储技术的发展趋势。内存系统。我的2021年数字存储预测的第三部分也是最后一部分，将探讨2021年及以后的存储/内存系统趋势。

我们将探讨通用存储体系结构（NAS，SAN和对象存储），NVMe和NVMe-oF（基于结构）以及CXL和GenZ的发展，并讨论这些技术如何实现分解和可组合的数据中心。我们还将讨论使用特殊和通用加速器的计算存储和内存处理以及分布式处理的一般增长。最后，我们将研究存储安全性的发展和需求，以应对勒索软件和其他网络安全攻击。

NAS（将数据作为文件访问）通常与非结构化数据（例如视频和医学图像）相关联，而SAN通常与已定义（结构化）的工作负载（例如数据库）相关联。高性能可扩展NAS在AI和大数据分析应用程序的存储中也起着重要作用。但是，对象存储（大型数据中心中最常见的存储）也用于非结构化数据。横向扩展NAS有时可以与对象存储可扩展性竞争。此外，许多用于文件级访问的软件平台为NAS或通过网关或其他访问对象存储的方法对数据进行文件访问提供了一些优势。预计2021年对象存储和横向扩展NAS都将增长。

数据中心应用程序中的对象存储通常用在容器化的工作流中，可以根据需要旋转或旋转。创建和管理容器化应用程序的持久性存储已受到许多不同工具的欢迎。其中一些工具也是可跨多个混合数据中心或云存储的存储解决方案的一部分。Zedara表示：“将数据从本地迁移到云或在云之间迁移的需求是使用容器可以克服的挑战，拥有一个通用平台将使容器化在2021年达到新的水平。”到2021年，容器化应用程序和多云环境的存储和内存开发将增长。

在云存储增长的同时，它并不能完全取代本地存储。Cloudian的CMO Jon Toor表示：“现在，所有公共云提供商都提供内部部署解决方案，该解决方案将公共云和内部部署定位为应结合使用的环境，而不是被视为一个或多个决策。此外，企业存储提供商已经升级了他们的云游戏，建立了与公共云一起工作而不是与之竞争的新解决方案。随着双方朝着中心方向发展，不可避免的结果是组织将把公共云和内部部署视为企业存储硬币的两个方面。” 除了传统的内部部署和云计算，随着物联网和更高速度的无线网络的兴起，网络边缘和端点的更多存储和处理在2021年及以后将变得很普遍。“

优化存储成本和性能的存储分层仅将访问最多的数据放在最快的（通常是SSD）存储设备上。随着数据量的增长，可访问或存档档案中的数据量将增加。IBM全球超级增长存储OM的Shawn O. Brurne表示：“由于2020年的挑战，只有33％的IT预算缩减了，大多数预算将支出与移动访问和安全性增强相结合。在保留一些基础结构更改的同时，存储需求也在不断增长。Active Archives是最有效的降低基础架构成本的方法，并且无需考虑罚款。大流行期间云存储中产生的增长将导致Hyperscale和Hyperscale-lite存储提供商在活动归档上的支出增加。”

NVMe现在是新SSD存储系统的主要存储接口。NVMe在PCIe物理总线上工作，因此其性能将随着未来PCIe总线的发展而不断提高。NVMe over Fabric（例如光纤通道和以太网）不仅可以广泛使用各种远程直接内存访问（RDMA），还可以帮助实现存储池和服务器分解（包括分布式计算方法，通常称为计算存储，如下所述） ）。随着PCIe Gen4和早期Gen5总线的问世，基于NVMe的存储解决方案将在2021年继续占据主导地位，并具有更快的连接性。下图显示了可分解的可组合基础架构与传统的融合基础架构有何不同。

融合基础架构与可组合基础架构的比较

CXL接口还运行在PCIe总线上，与计算机上的传统内存通道不同，它支持具有不同特性的内存（异构内存），例如Intel的Optane和DRAM，但也可能还有其他内存。CXL被吹捧为提供分解和合并内存的方法，并且还将导致接近内存的分布式处理，通常称为内存中计算。

CXL计划还与GenZ计划一起加入，人们普遍同意在盒子内使用CXL，GenZ用于盒子到盒子和机架到机架的连接。CXL和GenZ可能会在2021年的早期开发和演示阶段中继续发展，并在2022年或以后推出早期产品。下图是在2020持久内存峰会上的VMWare演示，下图显示了CXL或GenZ用于为几个服务器服务的持久内存池。

显示使用CXL和GenZ池化异构内存

计算存储驱动器（CSD）使处理更接近数据存储在存储介质本身或介质控制器中的存储位置。另外，例如通过Mellanox的最新一代智能NIC在存储网络中添加其他智能，可提供新的分布式处理选项。将处理移至更靠近存储的位置可以减少处理数据的时间，还可以减少处理器与存储之间移动数据的能耗。所有这些计算存储方法都在结构上使用NVMe和NVMe over fabrics。SNIA的下图显示了使处理更接近存储的数据的各种方法。

计算存储示例

计算存储最初是为了从计算机系统CPU卸载以存储为中心的功能而开发的。这些初始用途包括数据压缩，数据加密和RAID控制。但是，具有更复杂处理器的计算存储可以执行更高级的数据分析功能，使其更接近数据，因此比使用CPU进行此数据分析要快。

计算存储可以使用ASIC或FPGA域特定的处理器（或加速器）。SNIA定义了固定计算存储服务和可编程计算存储服务。固定服务执行专用服务，例如数据压缩，数据加密或简单的RAID管理。可编程版本可以运行主机操作系统（通常为Linux），并且在其可以提供的本地处理方面更加灵活。我们希望在2021年看到具有可编程计算存储服务的存储系统的更多使用，以及在超大规模和企业应用程序中继续使用固定服务。

除了基本存储硬件的变化外，存储软件还将越来越多地使用AI工具进行存储管理。StorageCraft的CMO Shridar Subramanian表示：“尖端存储工具越来越依赖于AI和机器学习来自动执行数据备份过程。鉴于企业数据的爆炸式增长，这些智能工具对于维持高效的备份过程至关重要，该过程可以快速轻松地响应不断变化的需求，同时节省大量的手动备份时间。”

由于许多员工在家工作，拥有大量有价值数据的组织更容易受到各种黑客和恶意软件攻击。其中包括勒索软件攻击，其中对用户的数据进行加密，并且仅在支付勒索后才释放数据（如果有的话）。存储公司对此进行了回应，指出某些存储设备和网络存储设备之间存在气隙（例如使用磁带备份），可以避免攻击期间丢失大量数据。

在可访问的硬件上没有敏感数据是保护该数据的重要方法。Druva的CISO和CIO Drew Daniels表示：“强大的数据保护架构将是确保端点不会因不必要的敏感或机密数据（例如PII）而变得混乱的关键。相反，重点应该放在备份此类数据上，然后在需要时在将来的某个时间临时还原它。”

其他解决方案是WORM和不可变数据备份，可以防止数据加密和其他更改。Cathleen Southwick Pure Storage的CIO表示，“到2021年，监管机构将颁布更严格的数据隐私法来保护消费者，而CIO将把安全性放在首位，并投资于机密计算，虚拟私有云和其他安全基础架构。”

同样，通常，由于数据保存在数字存储中，因此提高数据移动的安全性是重要的开发领域，也是确保硬件中未内置某种后门的方法。控制组件供应链并使用分布式标签之类的技术确保组件的来源将是存储系统安全性的重要组成部分。此外，在建立存储组件和存储系统中的信任根源方面还有许多工作要做。我们认为，在2020年出现安全漏洞和恶意软件攻击后，到2021年，我们将重点开发更全面的存储系统安全性。

到2021年，数据中心的存储将继续增长到本地，支持远程工作的边缘和端点以及IoT和AI工作负载的增长。随着CXL，GenZ和其他存储结构的不断发展，NVMe和NVMe-oF将通常用于存储系统。计算存储将展示有用的应用程序，而存储安全将成为保护宝贵的机构数据的重点。

参考链接：https://www.forbes.com/sites/tomcoughlin/2021/01/09/digital-storage-projections-for-2021-part-3/?sh=797f9b2b2abc

责任编辑：xj

原文标题：2021年的数字存储预测(第三部分)

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