數(shù)智時代「涅槃重生」的磁帶存儲

安防知識網(wǎng)
面對當前數(shù)智化趨勢,千行百業(yè)到了轉(zhuǎn)型的分岔口,不僅面臨著智能技術升級的壓力,而且還面臨著數(shù)據(jù)存儲方案選擇的難題——到2025年,新生產(chǎn)的設備存儲容量遠遠跟不上數(shù)據(jù)增長的速度,只有極少的數(shù)據(jù)可以借助存儲設備保存下來。同時數(shù)據(jù)量的激增也將大幅推動存儲技術的發(fā)展和新設備的巨大需求。

根據(jù)《中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告2021》的統(tǒng)計,2020年中國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模達到39.2萬億元,占GDP比重達38.6%,保持9.7%的高位增長速度,成為穩(wěn)定經(jīng)濟增長的關鍵動力。數(shù)字經(jīng)濟的驅(qū)動力是數(shù)字化應用,而其基礎便是數(shù)據(jù)。

但數(shù)據(jù)與存儲之間的關系,隨著數(shù)字化趨勢的推進,看似穩(wěn)定的供給關系已經(jīng)出現(xiàn)了裂痕——每年存儲的數(shù)據(jù)正在以30%-40%的速度在增長,但存儲硬件容量增長的速度卻不到數(shù)據(jù)的一半。這意味著,存儲的變革勢在必行。

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數(shù)智化時代存儲的難題

面對當前數(shù)智化趨勢,千行百業(yè)到了轉(zhuǎn)型的分岔口,不僅面臨著智能技術升級的壓力,而且還面臨著數(shù)據(jù)存儲方案選擇的難題——到2025年,新生產(chǎn)的設備存儲容量遠遠跟不上數(shù)據(jù)增長的速度,只有極少的數(shù)據(jù)可以借助存儲設備保存下來。同時數(shù)據(jù)量的激增也將大幅推動存儲技術的發(fā)展和新設備的巨大需求。

安防產(chǎn)業(yè)正積極推進智能化的轉(zhuǎn)型,如果僅僅延續(xù)傳統(tǒng)的存儲方式,便無法突破傳統(tǒng)的桎梏,面臨海量及多樣的數(shù)據(jù),追求更加穩(wěn)定及性價比更高的存儲方案,已經(jīng)成為安防行業(yè)用戶最迫切的需求。

富士膠片(中國)記錄媒體事業(yè)部總經(jīng)理駱琤表示,在視頻安防領域,相較于往年,磁帶存儲的接受度正在逐步提升。“國家對數(shù)據(jù)安全和個人信息安全的立法,使得越來越多的企業(yè)會關注到數(shù)據(jù)存儲所要擔負的責任,不僅僅是應用的擴展,更是上升到了國家安全的層面。另一方面,視頻安防解決方案也正朝著云的形態(tài)演化,安防云是大勢所趨。在云端,用戶所需要的不僅是數(shù)據(jù)獲取的便捷性,也必須要確保數(shù)據(jù)的安全性。磁帶存儲正積極投身于視頻安防產(chǎn)業(yè)的智能化和云端化的變革之中,在智能化方面,積累海量數(shù)據(jù)來推進機器學習是剛需。在云端化方面,一方面,要確保數(shù)據(jù)的絕對安全可控,另一方面,要能夠以合理的價格向用戶提供云服務,以適應日益激烈的市場競爭。以目前的應用效果看,磁帶存儲能夠滿足安防用戶存儲的需求。”

換個角度講,同質(zhì)化已經(jīng)成為安防行業(yè)非常嚴重的現(xiàn)象,“HDD+SSD”的存儲模式如果固化,無疑會減少方案的競爭性與成本彈性空間,對于用戶而言,如果能降低數(shù)據(jù)存儲的成本,強化其他智能應用的,方案也會是更優(yōu)的選擇。在這種情況下,對于方案供應商和用戶而言,磁帶將是最優(yōu)的選擇。

磁帶存儲的“空間魔法”

(1)為什么是磁帶存儲

要回答這個問題,筆者認為可以從以下三個方面進行回答:

一是磁帶存儲的優(yōu)勢,首先是存儲密度高,現(xiàn)在最新的數(shù)據(jù)流磁帶產(chǎn)品上涂布的是納米級磁性顆粒,不僅是磁顆粒變小,而且物理性能更加的穩(wěn)定。簡單地說,正是因為單位面積的顆粒變多,使得存儲數(shù)據(jù)的容量變大。從理論上而言,目前單盤容量可達580400TB,與硬盤相比,容量的瓶頸幾乎為零。其次是成本優(yōu)勢,磁帶與硬盤相比,其擴容成本更低。一個磁帶驅(qū)動器可以對應大量的磁帶產(chǎn)品,當用戶需要擴展容量時,磁帶方案只需考慮存儲介質(zhì)的成本,但硬盤無法做到這點。同時不少數(shù)據(jù)顯示,在日常使用的功耗上,硬盤存儲的成本遠遠超過磁帶。最后是長久保存的穩(wěn)定性,磁帶記錄的穩(wěn)定性已經(jīng)多次在極端的環(huán)境下得到驗證,并且磁帶存儲已經(jīng)被證明每讀寫1萬PB數(shù)據(jù)量后才有可能出現(xiàn)一次故障,同時也提供WORM磁帶(一次寫入,多次讀取)使數(shù)據(jù)無法被覆寫也無法被修改,這樣的特性讓其在重要的數(shù)據(jù)保存場景中得到用戶的青睞;

二是在存儲技術發(fā)展的長河中,磁帶存儲從未被淘汰。無論是在單盤容量與讀寫速度,還是在成本與安全性上,磁帶存儲從未停止過對創(chuàng)新的追逐。在智能時代,人們更關心算法與算力,但離開存儲,算法與算力也將成為無源之水。存儲的技術持續(xù)發(fā)展,存得安全、存得快速、存得長久是其必要的能力。存儲的意義是保證以后能被讀取,沒有人能保證一百年后仍然有設備對光盤存儲的數(shù)據(jù)進行讀取,類似的事情在錄音帶、錄像帶和攝像帶上都經(jīng)歷過,目前磁帶機與磁帶庫產(chǎn)品基本都是資深IT生產(chǎn)商在生產(chǎn),如IBM等,因此在無論是生態(tài)建設,還是解決方案技術發(fā)展的推動上,磁帶技術仍然充滿著不斷向上的生長力;

三是在磁帶存儲滿足當下智能應用的需求,且實戰(zhàn)效果出色。除了持續(xù)在視頻安防和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心發(fā)力之外,目前磁帶存儲正被越來越多的互聯(lián)網(wǎng)大廠所接受和應用——百度智能駕駛已全面開始使用磁帶存儲,對比之前的存儲系統(tǒng),整體TCO下降了85%;度小滿金融平臺公開信息稱,使用磁帶存儲后,TCO下降了90%。同樣的,在互聯(lián)網(wǎng)短視頻和長視頻行業(yè)中,越來越多的知名平臺(如愛奇藝等)開始使用磁帶存儲。除此之外,在4K/8K高清視頻領域,磁帶存儲的應用也在在廣播電視臺、電影制作、互聯(lián)網(wǎng)視頻等行業(yè)的系統(tǒng)驗證和方案落地。

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駱琤表示:“與海外市場規(guī)模相比,國內(nèi)磁帶存儲的應用還遠遠不夠大、不夠廣。但我們邁出的每一步都很扎實,每一次創(chuàng)新都落到了實處。”

在富士膠片推出新一代LTO9數(shù)據(jù)流磁帶上也完美地體現(xiàn)著這點,由于采用了富士膠片獨有的“NANOCUBIC納米立方技術”,將僅20納米大小的“BaFe鋇鐵氧磁性體”均勻分散,并涂布到磁帶表面波紋度和厚度均勻的平滑薄層磁性層,保持了優(yōu)異的信噪比的同時,通過提高記錄密度,以12.65mm的磁帶寬度記錄在8960條數(shù)據(jù)軌道上,實現(xiàn)了最大記錄容量45TB(未壓縮時18TB),這是LTO8的1.5倍。隨著單盤容量的增加,讀寫速度也隨之提升,LTO8的原始傳輸速率為360MB/秒,壓縮后達到750MB/秒,而LTO9則實現(xiàn)了壓縮前400MB/秒,壓縮后1000MB/秒。并且保持了極低的錯誤率,結(jié)合磁頭高精度跟蹤和卓越的運行耐久性,確保了穩(wěn)定的讀寫性能。LTO9也秉持了磁帶存儲一貫的低成本和離線存儲的特性,既能幫助企業(yè)大幅度降低TCO(總擁有成本)和能源消耗,也由于能夠在于網(wǎng)絡隔離的狀態(tài)下保管數(shù)據(jù),確保了在面臨系統(tǒng)故障、病毒侵害和網(wǎng)絡攻擊時,數(shù)據(jù)損壞和滅失的風險極低,從而保障海量數(shù)據(jù)被安全且低成本保存長達50年。

(2)存儲為應用而生

沒有哪種技術可以脫離應用而生存。存儲技術也是如此。無論是軟件定義存儲,還是硬件驅(qū)動存儲,都是要適配后集成在一起才能發(fā)揮出最優(yōu)性能的。單一的技術再好,如果無法匹配現(xiàn)有的技術,或者必須要從根本上顛覆現(xiàn)有的技術才能發(fā)揮作用,那就稱不上是一項有意義的新技術。駱琤認為,任何一種存儲介質(zhì)都有存在的合理性和互補性。

目前硬盤主要用于在線存儲,磁帶更多聚焦離線存儲,兩者各有聚焦。“也許在某些應用中兩者依然是競爭的關系,但是更多的情況兩者是共生的。磁帶作為重要的存儲補充方案,最終的選擇權都歸屬于用戶,任何的技術都在不斷的優(yōu)化,很大程度上用戶的推動力是最大的,多樣化的解決方案能讓用戶在存儲方案的選擇上更加靈活。”駱琤分析道。

目前,硬盤雖然是主流存儲介質(zhì),但面臨著單盤容量增長的技術瓶頸以及SSD持續(xù)下降的價格壓力,任何技術都需要有持續(xù)的研發(fā)和商品化的規(guī)劃,也有適合與不適合的應用場景,正如磁帶無法應用于熱數(shù)據(jù)那樣,硬盤在冷數(shù)據(jù)和冰數(shù)據(jù)方面的適用性也受到其本身物理特性的限制。

百舸爭流,奮楫者先。技術永遠是驅(qū)動力,離開技術的儲備和突破,即使目前的產(chǎn)品銷量很大,接受度很高,也會在應用層面逐步被其他更具創(chuàng)新力的產(chǎn)品所取代。

(3)存儲的“軟”實力

數(shù)智化時代,軟件已經(jīng)成為推動千行百業(yè)進步的關鍵。從云計算到傳統(tǒng)行業(yè),從邊緣到核心,SDS“軟件定義存儲”早已成為共識。

IDC指出,2020年全球有將近80%的數(shù)據(jù)屬于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。因DAS、SAN和NAS本身技術和架構(gòu)的限制,無法有效應對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的需求,對數(shù)據(jù)歸檔更加便利及成本更低的對象存儲得到了用戶的青睞。

2020年,SDS相較去年同期增長了51.7%,IDC預測,未來五年,中國的SDS市場將以16.1%的年復合增長率持續(xù)發(fā)展,2025年,市場容量將接近34.2億美元,其中面對海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理的對象存儲細分市場,其年復合增長率維持18.9%。

駱琤指出:“不僅僅是對象存儲,文件存儲和塊存儲同樣也在不同的垂直市場中持續(xù)增長。我們既關注獨立存儲,也關注HCI超融合的趨勢。磁帶存儲從來沒有脫離過軟件產(chǎn)業(yè)的協(xié)作,IBM、昆騰等磁帶庫廠商始終致力于軟件的創(chuàng)新和升級。富士膠片所推出的‘對象歸檔軟件’,是希望利用我們對用戶需求的深切理解來共同推進SDS市場的持續(xù)優(yōu)化和進步。”

富士膠片發(fā)布的對象歸檔軟件Fujifilm Object Archive能夠?qū)ο髷?shù)據(jù)直接存儲于磁帶上,同時滿足自定義需求,并通過打包對象的方式來優(yōu)化性能,真正融入對象存儲解決方案之中,同時,它還具有恢復數(shù)據(jù)和歸還數(shù)據(jù)的功能。

駱琤表示,就目前而言,相較于塊存儲和文件存儲,對象存儲以方便擴容的優(yōu)勢成為一種合適的解決方案。面對目前蓬勃發(fā)展的對象存儲方式,這一新發(fā)布的軟件產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)將對象數(shù)據(jù)直接存儲于磁帶上,同時滿足自定義需求,并通過打包對象的方式來優(yōu)化性能,真正融入對象存儲解決方案之中。

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存儲也能助力“碳中和”

在國家雙碳戰(zhàn)略的背景下,各行各業(yè)降碳是常態(tài)之路。

對于數(shù)據(jù)中心而言,降碳不僅僅是聚焦選址靠近可再生能源,在日常工作中減少對傳統(tǒng)電力的消耗,推進能耗節(jié)約,同樣對降碳的意義重大。

無疑降碳必須聚焦新能源和節(jié)約能源應該雙管齊下,但進一步講,數(shù)據(jù)中心選址雖然有效,但絕非易事,蘋果也需要用5年時間才實現(xiàn)100%可再生能源利用。而后者則是一種便宜且快速減少二氧化碳排放的方式。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,在全世界數(shù)據(jù)量逐年增加的情況下,很多大企業(yè)每2年處理的數(shù)據(jù)量會倍增。數(shù)據(jù)中心存儲的數(shù)據(jù)量預計將以年均27%的速度增加。另外,隨著數(shù)據(jù)存儲量的增加,能源消耗量也在增加。根據(jù)調(diào)查,主要數(shù)據(jù)中心的能源消耗量從2017年到2020年增加了31%,同時也伴隨著CO2排放量的增加。

駱琤表示,富士膠片早已開始履行針對氣候變化的承諾,完善IT可持續(xù)發(fā)展也囊括其中。富士膠片為助力脫碳社會的早日實現(xiàn),制訂了新的二氧化碳減排目標,即到2040財年,富士膠片計劃將公司內(nèi)使用能源產(chǎn)生的二氧化碳排放量削減到凈零,實現(xiàn)碳中和,同時到2030財年,將公司產(chǎn)品在從原材料采購到制造、運輸、使用和報廢的整個生命周期中的二氧化碳排放量,較2019財年削減50%。

富士膠片對可持續(xù)發(fā)展的貢獻,同樣體現(xiàn)為生產(chǎn)既能保存數(shù)據(jù)又能降低碳排放的環(huán)保型數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品--磁帶。相比于數(shù)據(jù)中心應用的其他傳統(tǒng)技術(如硬盤),磁帶能減少95%的碳排放。抵消碳足跡的方式多種多樣,眾多企業(yè)已聚焦再生能源。而節(jié)約能耗則是一種便宜且快速減少二氧化碳排放的方式。當磁帶存儲在磁帶庫中或儲存柜內(nèi)未處于工作狀態(tài)時,完全不消耗電力,其排入大氣層的二氧化碳遠遠低于其他的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。60%-80%的已存儲數(shù)據(jù)屬于“冷數(shù)據(jù)”,盡管訪問頻率低,但價值巨大。

“根據(jù)Brad Johns咨詢公司的報告,以100PB數(shù)據(jù)保存10年為例。對比全部存放在硬盤上,如果將硬盤上60%的數(shù)據(jù)主動歸檔到磁帶上,那么碳排放將降低57%、電力消耗降低48%、而總擁有成本(TCO)則下降44%。此外,如果所有的冷數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)存到磁帶上,碳排放則降低95%,電力消耗減少80%,TCO下降73%。放眼全球,將60%的硬盤數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到磁帶上,那么全球碳排放將減少7200萬噸,這對全球碳排放的降低有著極大的貢獻。對于企業(yè)來說,在幫助全球降低碳排放和電力消耗的同時,通過實施這一遷移所節(jié)省的TCO對于財務收益也十分可觀。”駱琤補充道。

磁帶的創(chuàng)新讓人看到,舊技術不一定是過時的,同樣蘊含著無限創(chuàng)新的潛能,而新的不一定是更好的,甚至新的不一定能在歷史長河中沉淀下來。數(shù)智化時代,新和舊的之間的界限已經(jīng)很難區(qū)分,而用戶認可是判斷技術是否適用最直接的方式。只有不斷磨練自身新的技術,保持對社會需求的敏捷性,才可實現(xiàn)賦能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新最佳實踐。

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