2020年的五种颠覆性存储技术

John Edwards

几十年来，存储技术的进步主要以容量和速度来衡量。如今情况已经发生了变化。近年来，由于出现了新的技术和方法，使得存储更加智能、更加灵活且更易于管理，因此原来的衡量基准得到了强化，甚至会被取代。

随着IT领导者开始寻求更有效的方法来应对人工智能、物联网设备和众多其他来源所产生的数据海啸，原本已经僵化的存储市场明年可能会被搅动起来。以下五种存储技术随着企业的不断采用，在2020年将对市场产生颠覆性影响。

软件定义存储

受到自动化、灵活性、存储容量增加和员工效率提升的的吸引，越来越多的企业正在考虑转向软件定义存储（SDS）。

SDS将存储资源与其底层硬件分离开来。与常规的网络附加存储（NAS）或存储区域网络（SAN）系统不同，SDS设计为可在任何行业标准的x86系统上运行。SDS部署者可获得的优势包括工作负载与存储之间的交互更加智能、敏捷的存储消耗和实时可扩展性。

技术研究和咨询公司ISG的首席顾问Cindy LaChapelle解释说：“SDS技术虚拟化了可用的存储资源，同时还提供了简洁的存储管理界面，将不同的存储池显示为统一的存储资源。”

SDS提供了抽象、移动性、虚拟化以及存储资源管理与优化。该技术还要求管理人员转变观念，原来的观念把硬件视为最重要的企业存储元素，现在的新观念不再把硬件视为关键的支持元素。在2020年，管理人员将出于各种原因开始部署SDS。

LaChapelle说：“通常，目标是通过减少管理工作量来提高运营费用。固态硬盘（SSD）技术正在改变许多组织机构使用和管理其存储需求的方式，让其成为了向SDS过渡的主要潜在部署者。这些技术为组织机构提供了更好的控制性和可配置性，以实现适当的性能和容量，同时这些技术还优化了利用率和控制了成本。”

如果想将SDS的颠覆性降到最低，用户需要清晰而透彻地了解应用程序对容量和性能的要求。潜在部署者还需要诚实地评估其组织管理SDS环境的能力。根据内部专业技术水平的不同，拥有预包装软件和硬件的SDS设备通常会提供最佳的部署流程。

NVMe/NVMe-oF

早期的闪存设备通过SATA或SAS（数十年前为硬盘驱动器开发的接口）連接的。运行在PCIe（外围组件互连高速）层之上的NVMe（非易失性内存Express），是一种功能更强大的通信协议，专门针对的是高速闪存存储系统。NVMe支持低延迟命令和并行队列，旨在利用高端SSD的性能。

卡耐基梅隆大学Tepper商学院助理教授Yan Huang说：“与现有协议相比，它们不仅为现有应用程序提供了显着更高的性能和更低的延迟，而且还为数据中心、云计算和边缘环境中的实时数据处理提供了新功能。这些功能可以帮助企业在大数据环境中脱颖而出。”NVMe对于数据驱动型业务具有特别的价值，尤其是那些需要实时数据分析或以新兴技术为基础的业务。

NVMe协议不仅限于连接闪存驱动器，它们也可以用作网络协议。NVMe-oF的出现使得企业可以创建超高性能存储网络，其延迟可与直接连接存储（DAS）媲美，因此可以在需要时在服务器之间共享闪存设备。

与以前的产品（例如SATA和SAS）相比，NVMe和NVMe-oF在性能和低延迟方面均出现了飞跃。存储制造商Viking Enterprise Solutions的首席架构师Richard Elling说：“这可以实现以前无法实现或成本过高的新解决方案、应用程序和用例。”

迄今为止，成熟度和稳健性的缺乏限制了NVMe/NVMe-oF的采用。Elling指出：“通过增强功能，例如新发布的基于TCP的NVMe，我们看到新应用程序和用例的部署率在快速增长。尽管在早期部署阶段增长较为温和，但是现在我们看到NVMe和NVMe-oF已经取得了长足发展，并将在2020年开始加快部署速度。”

计算存储

作为一种允许主机CPU在存储层而不是在主存储器上执行流程的方法，计算存储吸引了越来越多IT领导者的兴趣。

新兴的人工智能和物联网应用程序需要越来越多的高性能存储以及额外的计算资源，但是将数据转移到主机处理器既昂贵又效率低下。技术孵化器富士通解决方案实验室的高级存储架构师Paul von-Stamwitz说：“得益于高性能的SSD，将计算移向存储的趋势已经持续了好几年。”一些观察人士认为，2020年将是该方法进入IT主流的一年。

von-Stamwitz解释说：“计算存储可以通过几种不同的方式被使用，例如使用小型边缘设备在将数据发送到云端之前过滤数据，为数据库提供数据排序的存储阵列，为大数据应用程序转换大型数据集的机架级系统。”

NVMe和容器是计算存储的主要赋能器。von-Stamwitz建议说：“如果还没有做这些工作，那么IT经理应该计划过渡到基于NVMe和基于容器的基础设施上。此外，管理人员能够确定哪些应用程序从计算存储效率提升中受益最多，并与相应的供应商展开合作。”

存储级内存

多年来人们一直认为存储级内存（SCM）终将会被广泛采用，2020年可能这一预测变为现实的一年。尽管英特尔Optane、东芝XL-Flash和三星Z-SSD内存上市已经有一段时间，但是到目前为止，它们还没有产生什么颠覆性影响。

企业存储软件开发商Weka.io的首席技术官Andy Watson表示：“现在最大的变化是英特尔已经使他们的Optane DCPMM持久性内存模块能够正常工作。这是一款改变游戏规则的产品。”

英特尔的设备融合了快速但易失的DRAM的优点和较慢但持久的NAND存储的优点。这种DRAM和NAND的优点整合在一起可以提高用户处理大型數据集的能力，同时为用户提供DRAM的速度以及NAND的容量和持久性。

SCM不仅比基于NAND的闪存在速度上要快1000倍。Watson 说：“延迟将是微秒级的，而不是再是毫秒级了。”他补充说：“我们需要一些时间来针对这一优势好好规划一下我们的应用程序和基础设施。”Watson预测SCM最初大显身手的地方将是扩展内存，他指出第三方软件已经允许内存中的应用程序使用Optane来实现高达768TB的占用空间。

由于计划采用SCM的数据中心仅限于部署在使用最新一代英特尔CPU（Cascade Lake）的服务器上，因此这有可能会降低该技术的直接影响。Watson说：“由于投资回报率非常诱人，因此可能引发数据中心升级浪潮，以迎接这一巨变带来的发展机遇。”

基于意图的存储管理

在SDS和其他最新存储创新的基础上，基于意图的存储管理有望在2020年以后改善存储架构的规划、设计和实施，尤其是对于那些需要处理关键任务环境的组织机构。

企业存储软件开发商Datera的首席技术官 Hal Woods说：“快速扩展、运营敏捷性和新兴技术部署等是多年来我们在网络中看到的优势，如今基于意图的方法也可以为现有的和新的应用程序提供这些优势。”他还补充说，与传统的存储管理相比，该方法还可以将部署时间和管理工作压缩几个数量级，并且更不容易出错。

借助基于意图的存储管理，有特殊需求（例如“我需要快速存储”）的开发人员可以摆脱管理开销的束缚，因此可以更快地配置容器、微服务或常规应用程序。

Woods说：“基础设施运营商可以管理应用程序和开发人员的需求，包括性能、可用性、效率和数据放置，并允许通过软件中的智能来优化数据环境，以满足应用程序的需求。” 此外，借助基于意图的存储管理，开发人员可以便捷地调整存储策略，不必花上几天时间手动调整每个阵列。

由部署、使用、遥测、分析和SDS技术构成的持续且自治的循环使基于意图的存储成为了可能。Woods说：“SDS系统可以采用人工智能/机器学习技术来持续确保满足客户指定的意图，甚至可以在人工智能/机器学习引擎提供有关改善客户环境的反馈的情况下无中断地调整意图。”

与任何颠覆性技术一样，基于意图的存储管理也存在平衡部署门槛与承诺价值之间的问题。Woods指出：“基于意图的存储并不是一种普遍适用性技术。它们在分散的、大规模的、关键任务的环境中可以发挥最大价值。在这种环境中，开发人员的速度和运营敏捷性将会对业务产生最大的影响。但是对于规模较小的且不太重要的环境，诸如直接连接存储或超融合基础设施之类的方法通常就足够了。”

本文作者John Edwards 为资深商业技术记者，曾在《纽约时报》《华盛顿邮报》以及CIO、Computerworld、Network World、CFO Magazine、IBM Data Management Magazine、RFID Journal和Electronic Design等众多商业和技术刊物上发表过大量文章。

原文网址

https：//www.networkworld.com/article/3453380/5-disruptive-storage-technologies-for-2020.html