看西部数据企业级存储解决方案如何助力远程办公

受年初新冠肺炎疫情爆发的影响，各行各业都被迫延期开工，互联网公司纷纷开启了远程办公模式，这场波澜壮阔的远程办公大型实践，对于企业云存储解决方案也是一场突如其来的挑战。
 
对于大型互联网公司的线上办公，多人视频会议、大量文件传输、多维数据分析、云和超大规模计算等高频、高效的协同工作全部依靠在云办公的服务器上。所以云办公对于服务器的存储系统要求是需要应对7*24小时的高负荷运转，同时要具备大量数据吞吐、海量数据存储、低延迟及数据安全等能力。
 
同时，为了应对非常时期全员云办公的各种功能研发的需求，存储方案还要为频繁的产品功能迭代提供保障，不仅能够快速部署云存储，更需要能够海量扩展，应对负载、延迟及带宽等挑战。所以，疫情催生的远程办公模式对于数据存储市场来说，既是挑战，也是机遇，只要克服了这些痛点，行业会向前迈一大步。
 

企业级SSD和HDD之云办公

远程办公对于存储设备的要求就是稳定、高效和安全，这就考验企业对于存储介质的选择了。目前企业级存储设备和消费级类似，主要是企业级SSD和HDD，哪种存储介质更适合云办公呢？
简而言之，SSD的出现解决了HDD易损、读写能力弱及延迟高的问题，但HDD之所以没有被SSD取代，是因为HDD拥有SSD无法比拟的容量和价格。无论终端还是云端，企业级硬盘的应用都是以降低各种使用场景延迟为主，高随机读取IOPS、耐久度、兼容性等其他性能兼具的优质存储设备。
 
对于大型企业的云办公来说，更多的是考验存储设备对于密集型工作负载的应对能力，以及大规模数据存储的要求，所以在这个数据被视为资产的时代，大型企业一般都会通过异构存储方案来优化自身的服务器性能，稍后为大家详细介绍。而中小型企业的云办公平台更多的是通过付费租赁得到的，因为搭建一个内部的服务器成本确实很高。在满足基本办公功能的需求下，付费给专业的云存储服务商，实现企业轻松上云。同时服务商也能通过这种方式弥补云服务器搭建的成本，甚至获利。

业界主流异构存储方案

面对5G和AI等技术的发展，数据大爆炸时代即将到来，给数据存储的高性能和经济效益提出更高的要求，尤其是在大数据中心和企业服务器存储领域。根据市场研究公司IHS Markit的数据，2018年全球固态硬盘市场将达到324亿美元，到2022年将增长到518亿美元。这一增长将主要得益于企业级SSD市场，年增长率为15.7％。
 
市场在增长，技术就要不断的更新迭代。为了解决传统存储架构在海量数据到来时表现出的痛点，如DRAM的容量不够、性能无法满足、成本上升等问题，全球各大数据存储厂商纷纷发布独家的异构存储解决方案，针对性解决数据存储目前遇到的挑战。
 
异构存储之所以可以成为各大厂商争先使用的解决方案，是因为这种方案将不同结构的存储介质组合起来，无缝聚合，使其性能提升，更高效的实现数据资源集中调度，根据各个存储介质读写特性的不同发挥各自的优势，将不同特性的数据存储在合适的存储介质中。简单来说，即在最经济的情况下同时满足大数据实时计算的需求和海量数据存储。
 
目前业界主流的异构存储方案以两个方向为主，一种是以英特尔傲腾分布式固态硬盘系列、三星Z-NAND全闪存解决方案及铠侠XL-FLASH为代表的存储级内存（SCM）思路，一种是以西部数据和SK海力士侧重的分区存储技术。
 

图源：中国闪存市场

 
存储级内存（SCM）是在内存和闪存存储层中间插入若干层缓冲层，减少每一层间的速度差，使存储结构更加平滑，填补了原有层级间的空白，在数据中心存储领域形成合力，用来解决内存和闪存之间的性能鸿沟。
 
其中，英特尔在2015年宣布成功研发3D XPoint技术，布局傲腾系列。业内通常认为3D XPoint是一种基于相变化的新型存储技术， 3D Xpoint是DRAM价格的一半左右，但会比NAND闪存贵4到5倍。相较NAND闪存，英特尔宣称其有10倍的低延迟，3倍写入耐久，4倍每秒写入、3倍每秒读取的性能提升，以及30%的功耗。英特尔异构存储模式用不同存储介质，实现优势的完美组合，用QLC降低成本，满足不同应用需求。
 

 
三星也同样看好SCM思路，强势发展Z-NAND SSD应用在数据中心。Z-NAND SSD与现在先进的NVMe SSD相比，可以实现更快的访问和响应，延迟时间降低五分之四，单位读取速度是普通NAND Flash芯片的10倍。三星基于Z-NAND技术也推出了NVMe Z-SSD，容量高达800GB，与普通NVMe SSD相比，有更快的访问和响应速度，延迟更降低了5倍，显着提高了性能。此外，Z-NAND SSD可保证最高每日30次整盘写入，转为处理繁重的工作负载设计，满足全球OEM的不同需求。
 

 
铠侠（原东芝存储器TMC）也相继发布了新的存储器解决方案：XL-Flash，该技术是基于Bics Flash 3D NAND技术和SLC，技术延迟要远低于普通3D NAND，尤其是在读延迟上更是低于10倍以上。XL-Flash将为数据中心和企业存储带来了低延迟和高性能的解决方案。

图源：PCEVA

 
由此可见，除了在内存级存储（SCM）层面的技术研发，各存储厂商都在追求更低的产品成本、更高的存储容量。这一解决方案就是被各家看好的QLC技术。虽然QLC技术相对来说有其寿命问题和可擦写性低等短板，但如今被西部数据、三星等开始强调QLC在读取密集型应用方面的优势。
 
西部数据认为，如果解决产品的写入限制问题，QLC产品可以经济高效地实现存储密度的深度扩展。西部数据的分区存储技术，成功实现了对QLC写入寿命损失的有效管理、同时大幅提升产品耐久性，进而诠释系统存储效益最大化和数据中心TCO的最优化。
 
所谓分区存储技术，利用可编程的去集群化的基础架构，划分数据区域，有效提高数据中心服务器存储效率，对工作负载进行合理优化，从而提高性能和效率，实现总体拥有成本最低。西部数据作为该技术的代表企业认为，目前存储产业主要通过增加存储密度的方式提升存储容量，如采用提升3D NAND的层数，目前3D NAND的层数已经提高到96层，但是这样的提升挑战也越来越大。西部数据认为，提高存储能力不应仅仅停留在存储介质本身，要重新看整个数据的基础架构，通过开源、通过标准化，和业界各方携手共同推动问题解决。
 
西部数据在2019年6月推出分区存储技术，其核心是实现SMR－HDD、ZNS-SSD同一架构下的数据存储和访问，为此，西部数据发布了libZBC、libZNS共享库，以及开发工具，支持文件系统和内核模块设计，从软件栈的角度，为SMR-HDD应用扫除障碍，同时兼顾SSD的需要。

 
为了推动分区存储技术使用，西部数据采取了开源策略，开发者、生态合作伙伴可以通过ZonedStorage.io 访问来获取这些开源的信息。
 
除西部数据之外，SK海力士也看好分区存储解决方案。SK推出业内首款基于ZNS的数据中心SSD解决方案。与现有的固态硬盘(SSD)相比，新款ZNS固态硬盘(SSD)的速度和可靠性提高了30%，寿命延长了4倍以上，非常适合用于下一代数据中心。
 

 
 

分区存储技术的高效实现

在各家存储厂商百花齐放的时候，西部数据依旧积极推广分区存储技术，同时也研发了多种规格的产品来支持分区存储解决方案。在SMR－HDD、ZNS-SSD同一架构下的存储技术对于硬件产品的要求相对来说更加全面。云办公的迅速兴起带来的数据爆炸式增长，对于企业数据中心的存储方案提出了新的需求：如何在满足海量数据存储和高负载、高效率的工作模式的同时，保证数据安全和优化系统成本？
西部数据的企业级HDD和SSD大家族中，两个代表性系列产品脱颖而出，轻松解决大型云存储服务器在高负载环境下实现低延迟、最大吞吐量、高安全等级和最大存储量。
 

企业级HDD—Ultrastar DC SN550 18TB HDD：

 
大数据的广度和深度不断推动各种应用和工作负载对提高容量的普遍需求，对此，西部数据提供的Ultrastar DC HC550 HDD能够进一步满足企业云办公的高端需求。Ultrastar DC HC550 HDD是适用于大规模、云和企业存储的 18TB CMR HDD，不仅奠定了实现无忧数据中心的基础，具有可应对数据爆炸的高容量，传统磁记录 (CMR) 技术还能够在容量企业环境中无缝工作。
然而，大容量的基础设施搭建带来的是TCO增高，如何解决这一问题成为了Ultrastar DC HC550 HDD的极大优势。这款专为公共和私有云环境而设计的HDD，满足大容量的同时，还通过低功耗和提升MTBF来降低TCO，完美解决存储密度、每 TB 功耗 (W/TB) 和每 TB 成本 ($/TB)等对于基础设施至关重要的问题。
 
这一问题的解决，最主要的技术支持来自HelioSeal 氦气密封技术，该技术是实现更高硬盘容量、更高可靠性等级和极高功耗效率的关键。DC HC550 采用业界唯一的第6代HelioSeal氦气密封技术。这种创新技术的基本原理是将 HDD 密封起来，用密度仅有空气七分之一的氦气代替内部的空气，大大降低磁盘的阻力，降低能耗。相对于空气型HDD，氦气的填充也突破了空气填充的存储上限，从存储密度、功耗、冷却成本、可靠性、容量等各个层面降低数据中心TCO 。HelioSeal 氦气密封技术重新设定了传统高容量 HDD 的边界和挑战，从而大幅提高了效率、可靠性和价值。
 
企业级SSD—Ultrastar DC SN640 NVMe SSD：

对于要求苛刻的企业、云计算和大规模工作负载而言，SSD 能以更快的速度获取情报以及访问关键数据，可以满足业务应用不断增长的数字需求。Ultrastar DC SN640 NVMe SSD在使用过程中的优质表现更能凸显SSD的优势：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配置西部数据自研控制器以及西部数据 96层的BICS4 3D TLC NAND闪存，大幅提升了存储密度和降低功耗，从而大幅提升存储性能。Ultrastar DC SN640 NVMe SSD在存储容量上也能满足各大数据中心的要求， U.2接口配置高达7.68TB的可用容量，M.2 22x110接口配置高达3.84TB的可用容量。Ultrastar DC SN640为高密闪存1U服务器打造，EDSFF-L的接口配置提供高达30.72TB的可用容量，不仅可以灵活的根据系统配置，还为大数据、人工智能、高性能计算应用等工作负载的用户带来真正竞争优势。

接口/最大功耗	随机负载之耐用等级(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

对于大型数据中心而言，未来大数据就是企业最大的财富，所以数据中心安全性能也是搭建的主要考虑因素之一。西部数据为此提供更全面的安全选择： Crypto Erase可以保证磁盘密钥等信息的安全擦除，同时符合TCG规范，通过 FIPS 140-2安全认证，全力保证企业数据库的安全。
 

Ultrastar DC SN640 NVMe SSD相较于其他SSD而言更大的特色是可以根据企业不同的需求进行客制化调整，如无需重置系统即可升级固件、提升数据中心存储容量等。这些优质的功能设计使得DC SN640能够在混合使用和读取密集型应用中从 SATA SSD 无缝过渡。高达1.2M 的读取 IOPS和可预测的低延迟相结合，可兼容PCIe Gen 3 和 NVMe 1.2/1.3，企业级 200 万小时 MTBF5 可靠性等级，耐久度高。
 
上述这些产品优势使得Ultrastar DC SN640 NVMe SSD在应对爆炸增长的企业云办公的需求时得心应手，可以出色完成最高性能的分层存储、云和超大规模计算、超融合基础结构（HCI）、虚拟化及NoSQL数据库等需求，也可以完美支撑Docker、K8等应用场景。对于大数据和云服务提供商来说，Ultrastar DC SN640 NVMe SSD绝对会是一个相当得力助手。
 
如今，企业级存储解决方案的需求仍在不断上涨，中国市场先前受到疫情影响，已经推升远程服务需求达到了一个新的高峰。伴随着伴随着后疫情时代的发展，未来很长一段时间在全球市场上企业级云存储解决方案的需求仍会持续增加。对于如西部数据、英特尔等头部内存设备厂商来说，这是实现技术创新的黄金时段。