Waar gaan we zoveel gegevens opslaan? Dankzij ingenieurs en programmeurs wordt de capaciteit van schijven steeds groter, en wordt het combineren ervan in een efficiënt opslagsysteem steeds eenvoudiger. Dus de problemen waar we nu mee te maken hebben zijn gemakkelijker op te lossen. Maar gezien de voorspellingen dat machines, zoals autonome voertuigen en slimme fabrieken, steeds sneller gegevens zullen genereren, en gezien het feit dat mensen al enorme hoeveelheden gegevens hebben gecreëerd, inclusief back-ups, is het de vraag of we in staat zullen zijn voldoende opslagruimte te produceren voor het komende decennium? Of we moeten nadenken over een meer meedogenloze aanpak en beslissen wat we niet houden?
Auteur: Reiner Kese, Senior Manager, Storage Business Development, Toshiba Electronics Europe
Het evenwicht tussen HDD en SSD in een wereld van toenemende gegevensvolumes
De wereldwijde gegevensopslagcapaciteit blijft niet alleen groeien, maar groeit ook sneller dan voorspeld. Verwacht werd dat het aandeel van gegevens die op flash en SSD’s worden opgeslagen, zou toenemen, terwijl het aandeel van gegevens die op harde schijven en magnetische banden worden opgeslagen, zou afnemen. Vandaag is het echter duidelijk dat alle drie de technologieën zich blijven ontwikkelen, gewoon omdat er zoveel opslagcapaciteit nodig is. We kunnen aannemen dat in 2023 90% van de capaciteit voor typische cloudcomputingtoepassingen zal worden geleverd door harde schijven, misschien gedeeltelijk door tapedrives. En slechts 10% zal worden geleverd door SSD’s. Maar omdat
onderneming solid state drives tot tien keer meer kosten per capaciteitseenheid dan harde schijven, zal de financiële investering gelijk opgaan, waarbij ruwweg 50 procent wordt besteed aan harde schijven en hetzelfde bedrag aan solid state drives. Dergelijke opslagsystemen bestrijken het hele spectrum van toepassingen. Sommige zullen alleen flash gebruiken, sommige zullen hybride modellen gebruiken waarbij flash de cache of “warme” gegevens opslaat en de harde schijven “koude” en “warme” gegevens, de rest zullen servers zijn die alleen op harde schijven zijn gebaseerd.
Helium HDD-capaciteit groeit tot ~20TB
Alle drie grote fabrikanten hebben met helium gevulde harde schijven geïntroduceerd met een capaciteit tot 16 TB. Verwacht wordt dat de capaciteit de komende jaren met ongeveer 2 TB per jaar zal toenemen, wat betekent dat harde schijven van 20 TB begin volgend decennium beschikbaar zullen zijn. Deze schijven zullen waarschijnlijk iets aan kosten inboeten naarmate hun capaciteit toeneemt, maar er valt geen significante verbetering van andere technische parameters te verwachten.
De enige uitzondering is het energieverbruik, dat door het gebruik van helium zal afnemen. Terwijl een harde schijf van 3,5 inch met lucht gevuld bij 7200 RPM onder belasting een relatief constante 11 watt verbruikt, ongeacht de capaciteit, verbruiken harde schijven met helium ongeveer 6-7 watt. Dit is een gevolg van de lagere wrijving door de lichtheid van helium. De proliferatie van helium harde schijven helpt dus om het groeiende energieverbruik in datacenters aan te pakken.
Elke watt stroom die door deze schijven wordt bespaard, vermindert de hoeveelheid stroom die nodig is om het datacenter te laten draaien en vermindert ook de warmte die wordt afgevoerd, waardoor de koeling zuiniger wordt. Een ander effect van temperatuurvermindering: heliumactuators hebben een hogere betrouwbaarheid dan met lucht gevulde actuators in continu bedrijf. Dit resulteert in veel lagere uitvalpercentages en een langere levensduur. Verdere verbeteringen van de opslagdichtheid zijn ook gepland, dankzij technologieën zoals Microgolf Magnetische Opname MAMR , die in de koppen van de harde schijf zullen worden geïntegreerd.
Opslagarchitectuur
Wij verwachten een aanhoudende groei in de top-loading rackmount opslagsector als gevolg van de capaciteitsvereisten. Hoewel 60 bays in een 4U-formaat nu de standaard is geworden, zijn er kasten gekomen met 78 tot 110 bays voor 3,5 inch harde schijven. In plaats van hardware RAID zijn zoveel schijven configureerbaar met softwareoplossingen. De huidige softwaregedefinieerde opslagsystemen zullen blijven domineren, samen met schaalbare projecten zoals Ceph-clusters, waarbij meerdere opslagservers worden gecombineerd tot grotere blokken van. Hier wordt de gegevensbescherming niet langer gewaarborgd door een overvloed aan harde schijven in de server. In plaats daarvan wordt redundantie gerealiseerd via opslagserverknooppunten die beschikbaar zijn op het servernetwerk.
Explosieve groei van de hoeveelheid gegevens
Nu al genereren mensen enorme hoeveelheden gegevens… Als je bedenkt dat deze gegevens vervolgens naar datacentra en de cloud worden gekopieerd, wordt de benodigde opslagcapaciteit alleen maar groter. De hoeveelheid gegevens die door de huidige machines wordt gegenereerd is relatief klein. Dit zal echter vanaf 2023 veranderen, aangezien oplossingen en technologieën zoals autonome auto’s, slimme fabrieken, het internet der dingen IoT en domotica voor extra
De gegevensstromen die moeten worden opgeslagen. De verwachte opslagcapaciteit is zo groot dat de huidige opslagfilosofie ernstig moet worden heroverwogen. De harde realiteit is dat we onze gegevens moeten analyseren voordat we ze opslaan om te bepalen welke gegevens echt belangrijk zijn en niet kunnen worden gewist.
Kunstmatige intelligentie, diep leren en blockchain
Nieuwe computertoepassingen zoals kunstmatige intelligentie, deep learning en blockchain hebben de prestatie-eisen van datasystemen aanzienlijk verhoogd. We kunnen verwachten dat deze technologieën veel meer gegevens zullen genereren en opslagoplossingen nodig zullen hebben. Het is momenteel niet duidelijk welke gevolgen zij precies zullen hebben voor de opslagbehoeften, aangezien er niet genoeg bekend is over de toepassingen zelf en over de wijze waarop zij zullen worden uitgevoerd. Naarmate 2023 en het nieuwe decennium naderen, zal de situatie echter duidelijker worden. Het is nu al duidelijk dat deze technologieën de hoeveelheid opgeslagen gegevens verder zullen doen toenemen.
Wat zijn volgens Toshiba Electronics Europe de voorspellingen voor opslagtrends in 2023? Welke nieuwe technologieën en innovaties kunnen we verwachten op het gebied van opslag?
Volgens Toshiba Electronics Europe zullen de opslagtrends in 2023 worden gedomineerd door nieuwe technologieën en innovaties. Een belangrijke trend zal de opkomst zijn van solid-state drives (SSD’s), die steeds sneller en groter worden. Daarnaast zal er een toenemende adoptie zijn van non-volatile memory express (NVMe) interfaces, waardoor de snelheid van gegevensoverdracht aanzienlijk wordt verhoogd. Verder wordt verwacht dat er meer focus zal zijn op data-integriteit en beveiliging, met bijvoorbeeld end-to-end encryptie en geavanceerde foutcorrectietechnieken. Ook zullen er ontwikkelingen zijn op het gebied van cloud-opslag, waarbij de vraag naar datadichtheid en energie-efficiëntie steeds groter wordt. Kortom, opslagtechnologie zal zich blijven evolueren om te voldoen aan de groeiende behoeften en eisen van gebruikers.
Toshiba Electronics Europe voorspelt dat tegen 2023 de vraag naar opslagcapaciteit exponentieel zal groeien. Deze groei zal worden aangedreven door de opkomst van nieuwe technologieën zoals kunstmatige intelligentie, Internet of Things en 5G-netwerken. Als antwoord hierop zullen er innovaties plaatsvinden op het gebied van solid-state drives (SSD’s), die hogere opslagcapaciteiten en snellere snelheden bieden. Daarnaast verwachten ze dat er alternatieve opslagtechnologieën zullen worden ontwikkeld, zoals holografische en DNA-opslag, die grote hoeveelheden gegevens kunnen opslaan en een lager energieverbruik hebben. Kortom, de toekomst van opslag zal worden gekenmerkt door grotere capaciteiten, snellere prestaties en duurzamere oplossingen.