根據(jù)相關(guān)機構(gòu)的預(yù)測，數(shù)據(jù)中心的存儲容量市場增長沒有放緩的跡象。思科公司預(yù)計，到2019年，使用個人云存儲服務(wù)的全球互聯(lián)網(wǎng)用戶（20億）將從2014年的42％增長到2019年的55％，每個用戶每月消費的云存儲流量將從2014年的992兆字節(jié)增長到2019年的1.6GB字節(jié)。思科公司稱之為“萬物聯(lián)網(wǎng)”的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)將會從2014年的134.5ZB字節(jié)增長到2019年的507.5ZB字節(jié)。

不用說，這是一個龐大的數(shù)據(jù)量，需要大量的存儲空間，而谷歌公司需要采用各種方法對此進行根本性轉(zhuǎn)變，該公司的工程師提議要重新思考數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)的設(shè)計。

云計算需要不同的磁盤

在2016年文件和存儲技術(shù)國際會議（FAST2016年）上，谷歌公司基礎(chǔ)設(shè)施副總裁埃里克·布魯爾表示，該公司希望與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界合作開發(fā)支持云數(shù)據(jù)中心的適合云存儲服務(wù)的磁盤。他認為，云計算的存儲方式興起，意味著大多數(shù)機械硬盤將成為主要部署在數(shù)據(jù)中心大容量存儲服務(wù)的一部分。這樣的服務(wù)已經(jīng)成為磁盤增長最快的市場，并將在不久的將來占據(jù)大部分市場。

他以谷歌子公司YouTube作為一個例子，最近來自DisksforDataCenters的一篇論文指出，全球用戶每分鐘向YouTube網(wǎng)站上傳的視頻超過400小時，而在每天中，其1小時的視頻需要添加1PB字節(jié)的數(shù)據(jù)中心存儲容量。

面對一個如此依賴于這一基本技術(shù)的行業(yè)，這是一個艱難的現(xiàn)實。目前這一代的磁盤，通常被稱為“近線企業(yè)”的磁盤，并沒有為這個新的使用案例進行優(yōu)化，它們被設(shè)計成滿足傳統(tǒng)服務(wù)器的需求。谷歌公司認為，這需要技術(shù)人員花費時間來開發(fā)一種新的專門針對大型數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)設(shè)計的磁盤。

谷歌公司并不是唯一一個尋找新的存儲問題答案的廠商。面對存儲容量的需求不斷增長的問題，來自微軟和華盛頓大學(xué)的研究人員最近發(fā)表了一篇論文，該論文主張進一步探索利用DNA片段對數(shù)據(jù)進行編碼和存儲，并對迄今為止已經(jīng)探索的這種編碼系統(tǒng)提出了重大改進建議。

讓我們退后一步，從谷歌公司的角度看存儲。首先，該公司說你應(yīng)該停止尋找單個磁盤（甚至是數(shù)組）作為獨立的技術(shù)。相反，是時候把重點放在“收集”上。

谷歌公司提出的三種存儲的關(guān)鍵變化：

（1）在“集合視圖”中，其中重點收集了大量的磁盤的性能匯總

（2）將重點放在使用存儲的現(xiàn)場服務(wù)的潛伏尾期

（3）從存儲別人的數(shù)據(jù)中了解變化的安全需求

收集視圖

收集視圖意味著更高級別的維護，包括背景檢查，總結(jié)，檢測潛在的錯誤，數(shù)據(jù)再平衡，更均衡地使用磁盤（包括新的磁盤），以及數(shù)據(jù)復(fù)制和重建?，F(xiàn)代磁盤的這些變化發(fā)生在內(nèi)部，這是部分冗余，而通過自身的單個磁盤不能滿足要求。同時，磁盤包含了低層次細節(jié)，這通常有利于新的API，使磁盤和更高級別的系統(tǒng)之間有更好的廣泛合作。

集合視圖的第三個方面是，谷歌公司優(yōu)化IOPS和容量的整體平衡，利用隨時間變化的驅(qū)動器的一個精心挑選的組合。谷歌公司選擇新的磁盤，以便增加邊際IOPS和容量，使谷歌公司更接近他們的總體目標(biāo)。工作量的變化，如更好地利用固態(tài)硬盤或RAM，并轉(zhuǎn)移總體目標(biāo)。

為什么不是固態(tài)硬盤？

但是，為什么我們談?wù)摿诉@么多都是圍繞機械磁盤，而不是固態(tài)硬盤，而固態(tài)硬盤的讀取速度更快，而其成本已經(jīng)開始下降。

可以說，固態(tài)硬盤提供更好的IOPS，并很有可能是未來的存儲技術(shù)。但谷歌公司表示，每GB的成本仍然太高。更重要的是，在機械磁盤和固態(tài)硬盤之間的每美元容量的增長速度都比較接近（使用數(shù)據(jù)中心的固態(tài)硬盤，其程序擦除周期至少具有足夠數(shù)量），所以其成本不會在未來十年發(fā)生太大的變化。谷歌公司確實大量使用固態(tài)硬盤，但它們主要用于高性能工作負載和緩存方面，這有助于磁盤存儲需求轉(zhuǎn)移到固態(tài)硬盤。

重新設(shè)計的磁盤

如今，這樣的事情變得更加有趣。谷歌基公司本上是呼吁業(yè)界來全面建立一個新的磁盤設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

谷歌公司指出，目前的3.5英寸硬盤幾何形狀和大小繼承PC軟盤的設(shè)計。另一種形式的因素應(yīng)該會產(chǎn)生一個更好的總擁有成本。改變外形是一個長期的過程，需要一個廣泛的討論，但谷歌公司認為它應(yīng)該考慮。雖然該公司可以規(guī)范其自身的形式（高容量），其潛在的問題超出了谷歌的設(shè)計與業(yè)界一起開發(fā)新的解決方案可以更好地服務(wù)于大家，尤其是實現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn)。這就是一個關(guān)鍵點：標(biāo)準(zhǔn)化。

有一系列可能的二次優(yōu)化，其中一些可能是重要的。這些包括系統(tǒng)級熱優(yōu)化，系統(tǒng)水平振動優(yōu)化、自動化和機器人處理優(yōu)化，系統(tǒng)級氦備份優(yōu)化和系統(tǒng)水平權(quán)重優(yōu)化。

“傳統(tǒng)”的數(shù)據(jù)中心存儲的未來是什么？

是的，基于云的存儲繼續(xù)以驚人的速度增長。是的，我們看到更多的采用新的端點技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)和虛擬化。所有這些都圍繞創(chuàng)建存儲和數(shù)據(jù)優(yōu)化的更多需求。

但是在你心慌，并開始尋找未來的存儲方案之前，你必須了解有谷歌公司所提議的有多大承諾。谷歌公司的建議將重新定義現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)化的磁盤架構(gòu)，而這種架構(gòu)已經(jīng)存在了相當(dāng)長的一段時間。

1956年，IBM公司推出了第一款硬盤驅(qū)動器RAMAC305系統(tǒng)，其存儲容量為5MB，每兆數(shù)據(jù)價格為1萬美元。該系統(tǒng)的體積有兩個冰箱大小，采用50個24寸磁盤。1980年，希捷公司發(fā)布了第一個5.25英寸硬盤。然后在1983年，Rodime公司發(fā)布了世界上第一個3.5英寸硬盤；R0352硬盤包括兩個盤片，其存儲容量為10MB。

在他們的文件中，谷歌公司討論了物理變化，如更高密度的驅(qū)動器和磁盤組，以及一系列的固件的變化。他們討論公司的目標(biāo)，包括更高的容量和更多的I/O每秒的操作，除了一個更好的總擁有成本。但即使是谷歌公司這樣的規(guī)模，以及不確定的市場需求，那這種想法如何可行？

我們談?wù)摰氖敲總€業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建一個新的存儲標(biāo)準(zhǔn)，以及充分利用基于磁盤環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)。谷歌認為這將是數(shù)據(jù)中心的存儲磁盤的新時代。

技術(shù)發(fā)展似乎是一個巨大的上升電梯。隨著時間的推移，存儲技術(shù)不斷進步。也許是時候開發(fā)能夠滿足云計算生態(tài)系統(tǒng)需求的存儲環(huán)境了。無論哪種方式，這是不容易的任務(wù)，需要整個行業(yè)的支持，使其成為現(xiàn)實。