數(shù)據(jù)繼續(xù)以驚人的、指數(shù)級的速度增長。IDC Global Datasphere顯示，未來三年數(shù)據(jù)量將超過過去30年的總量。這些數(shù)據(jù)必須被捕獲、轉(zhuǎn)換和分析，才能帶來價值。
存儲是從數(shù)據(jù)中創(chuàng)造價值的基礎(chǔ)。面臨的挑戰(zhàn)是如何高效且劃算地構(gòu)建數(shù)據(jù)存儲基礎(chǔ)設(shè)施，以滿足數(shù)據(jù)需求，同時降低總體擁有成本（TCO）。
盡管業(yè)界繼續(xù)提高硬盤驅(qū)動器（HDD）和固態(tài)驅(qū)動器（SSD）介質(zhì)的位密度，以跟上數(shù)據(jù)增長的步伐，但仍需要新的方法來提高大規(guī)模存儲效率。為了迎接zettabyte規(guī)模時代的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在應(yīng)該考慮的一個創(chuàng)新架構(gòu)是Zoned Storage（分區(qū)存儲）。
Zoned Storage使云服務(wù)提供商和企業(yè)數(shù)據(jù)中心客戶能夠構(gòu)建更高效、高度可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲層，以具有競爭力的TCO滿足不斷增長的數(shù)據(jù)需求。Zoned Storage以開放規(guī)范和西數(shù)等公司為后盾，將基于標(biāo)準(zhǔn)的工具、庫、資源和技術(shù)文檔網(wǎng)站（Zoned Storage.io）結(jié)合在一起，使數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師能夠理解和利用分區(qū)塊管理的優(yōu)勢。分區(qū)塊管理背后的技術(shù)意味著主機(jī)和存儲應(yīng)用程序都可以智能地按比例放置數(shù)據(jù)，以充分利用最高的可用存儲容量，通常使用SMR HDD和最近興起的NVMe SSD分區(qū)名稱空間（ZNS）標(biāo)準(zhǔn)。
新的工作負(fù)載，新的方法
今天，許多現(xiàn)代大規(guī)模工作負(fù)載被序列化或?qū)懭敫蟮捻樞驂K中，包括在線備份和歸檔、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)和其他機(jī)器生成的數(shù)據(jù)、用于合規(guī)性的數(shù)據(jù)以及其他應(yīng)用程序。存儲密度、瓦特/TB和TCO是這些工作負(fù)載成功的關(guān)鍵參數(shù)。
現(xiàn)在有很大的機(jī)會改變，但需要以不同的方式訪問和管理存儲，同時更清楚地了解數(shù)據(jù)的工作負(fù)載結(jié)構(gòu)以及如何將數(shù)據(jù)放置在介質(zhì)上以獲得最佳效率。Zoned Storage為開發(fā)人員和架構(gòu)師提供了工具和資源，可以智能地將數(shù)據(jù)放置在HDD和SSD介質(zhì)上，并進(jìn)行優(yōu)化，以獲得更好的性能、更短的延遲、可預(yù)測的QoS以及更重要的是，更高的密度和更低的TCO。
Zoned Storage的優(yōu)點(diǎn)
分區(qū)塊管理背后的技術(shù)意味著主機(jī)和存儲應(yīng)用程序都可以智能地大規(guī)模放置數(shù)據(jù)，以充分利用最高的可用存儲容量，通常使用SMR HDD和最近批準(zhǔn)的用于NVMe SSD的ZNS標(biāo)準(zhǔn)。
SMR專用于HDD——在HDD中，數(shù)據(jù)磁道相互重疊，利用了讀磁頭的大小可能比寫磁頭小得多的好處。通過將硬盤數(shù)據(jù)磁道重疊在一起，可以實(shí)現(xiàn)更高的區(qū)域密度和容量。Dropbox轉(zhuǎn)向了主機(jī)托管的SMR驅(qū)動器，與傳統(tǒng)驅(qū)動器相比，使用SMR可以存儲20%以上的數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了20%的成本。Dropbox繼續(xù)其戰(zhàn)略路線，利用最高的存儲密度和最低的TCO，為其6億多在線客戶提供云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。
ZNS帶來了最適合多租戶，超高容量驅(qū)動器，改進(jìn)性能、QoS和利用率的新一代SSD，同時最大限度地降低了公共云和內(nèi)部企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的總體擁有成本。
ZNS將SSD劃分為固定大小的區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)按順序?qū)懭搿５F(xiàn)在這些區(qū)域與NAND本身的底層架構(gòu)緊密相連，因此將數(shù)據(jù)視為塊消除了許多復(fù)雜性。
ZNS SSD和SMR HDD遵循業(yè)界類似的現(xiàn)有協(xié)同效應(yīng)，因此可以在標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一Zoned Storage軟件框架下跨ZNS SSD和SMR HDD使用主機(jī)軟件。
通過部署ZNS SSD，使用ZNS可將數(shù)據(jù)中心性能提高4倍，將QoS（服務(wù)質(zhì)量）提高2.5倍。在當(dāng)前基于SSD的傳統(tǒng)部署中，應(yīng)用程序不會將數(shù)據(jù)放置智能從主機(jī)傳遞到SSD。因此，使用傳統(tǒng)SSD部署的應(yīng)用程序通常會產(chǎn)生更高的WAF（寫入放大），因為當(dāng)數(shù)據(jù)通過應(yīng)用程序堆棧向下寫入SSD時，每一層都獨(dú)立地執(zhí)行垃圾收集。這會導(dǎo)致整個部署的效率低下，從而導(dǎo)致總體性能降低，并降低應(yīng)用程序的QoS。而在基于ZNS SSD的部署中，應(yīng)用程序可以通過將數(shù)據(jù)寫入分區(qū)來智能地將數(shù)據(jù)放置在SSD中，從而消除WAF，并為應(yīng)用程序提供一致的高QoS。
為什么現(xiàn)在是時候了？
該行業(yè)正處于這樣一個關(guān)鍵時刻：存儲效率的提高不僅取決于更高的位密度，還取決于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)如何在存儲設(shè)備中智能地放置數(shù)據(jù)。TCO收益可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)：不再將所有存儲設(shè)備視為隨機(jī)I/O、512K/4KB扇區(qū)架構(gòu)，用順序?qū)懭雺K（有具有類似生命周期的數(shù)據(jù)）的大規(guī)模工作負(fù)載，以適應(yīng)分區(qū)存儲HDD和SSD的實(shí)際物理特性。
Zone Storage為數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師提供了現(xiàn)在開始為SMR HDD和ZNS SSD設(shè)計的能力—不僅可以利用最高容量的數(shù)據(jù)存儲解決方案，而且可以從未來的角度考慮長期數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，并優(yōu)化工作負(fù)載，以最佳TCO獲得更高的效率和性能。通過為SMR HDD和ZNS SSD利用統(tǒng)一的軟件堆棧，云提供商和數(shù)據(jù)中心架構(gòu)有望收回成本，并支持?jǐn)?shù)據(jù)增長。
