Zoned Storage 分区存储

高容量、低总体拥有成本和增强的 QoS

数据中心存储容量需求不断增加

企业、机器和消费者生成的内容会产生大量数据，这些数据不断提高对数据中心存储能力的需求，从 PB 级到 EB 级、甚至 ZB 级。如今，大规模数据基础架构已经使用了数万个 SSD 和 HDD。以经济高效的方式管理超大规模的数据正迅速成为一种需求。

Zoned Storage 对数据中心的优势

Zoned Storage 是一项基于标准的开源计划，旨在使数据中心能够有效扩展，迎接 ZB 级存储容量时代。Zoned Storage 采用了两种技术：HDD 中的叠瓦式磁记录 (SMR) 和 SSD 中的分区存储 (ZNS)。

Zoned Storage 设备（如 ZNS SSD）被划分为多个区域，显著简化了硬盘架构，并最大限度地减少了对复杂数据管理的需求。借助统一的软件堆栈，主机能够智能地将数据放置在不同的区域中，从而实现以下主要优势：

增加容量

由于几乎不需要预留空间，因此可实现更高的密度和规模

降低成本

显著降低 DRAM 要求，所需的支持逻辑功能更少

提高服务质量

由于需要最少的垃圾收集，因此实现了更快的设备控制器响应速度

增加耐久度

由于数据不会被不断地重写，因此提高了耐久度

在主机上实施 Zoned Storage 的行为能够消除多个主机和 SSD 控制器之间以及文件系统到设备之间的逻辑到物理映射所需的多个（重复的）间接层，从而使系统软件和硬件能够更有效地协同工作。ZNS 还减少了预留空间的需求，并解决了与写入放大和服务质量可变性相关的问题。简而言之，ZNS 解决了阻碍传统 SSD 的规模、服务质量和总体拥有成本问题。

Zoned Storage 可实现经济有效的存储扩展，以适应 ZB 时代的数据存储需求

Zoned Storage 包括用于 HDD 的 SMR 和用于 SSD 的 ZNS。分区存储是 NVMe™ 标准的扩展。借助这项技术，我们能够提供与 SMR HHD 分区类似的 SSD，从而能将 HDD 和 SSD 存储视作一种技术。Zoned Storage 利用 SMR 和 ZNS 技术，按照开源标准来增强数据中心扩展。

通过统一的软件框架，数据可以智能地存储在 SMR HDD 和 ZNS SSD 上，以提升存储容量、降低总体拥有成本和提升服务质量。通过 Zoned Storage，数据中心和云提供商可以更经济有效地扩展存储，适应 ZB 时代的需求。

传统

设备控制数据存储

分区

应用控制数据放置在各个分区中

通过 Zoned Storage 增加容量

  • 技术简报

    UltraSMR 技术

    UltraSMR 技术实现了比标准 CMR 硬盘更高的 4TB 大容量。

  • 白皮书

    MySQL™ 的 ZNS 支持

    Western Digital 和 Percona 为 Percona Server for MySQL 提供 UltraSar DC ZN540 ZNS SSD 支持

  • 白皮书

    Zoned Storage 现在包含 HDD 和 SSD 技术

    有关 ZNS SSD 和 SMR HDD 技术以及软件生态系统支持的详细说明。

  • 白皮书

    叠瓦式磁记录 (SMR) HDD 技术

    探索支持数据中心和企业硬盘扩展的 HDD 技术。借助适用于数据密集型工作负载的 Western Digital Ultrastar SMR HDD，降低总体拥有成本 (TCO)

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    实施 SMR

    探索用于调整现有存储应用程序或部署新存储应用程序的选项，用于 SMR 硬盘。

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    博客

    ZNS 批准

    了解 NVMe 联盟批准的 Zoned Storage 标准 ZNS。

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    视频

    Zoned Storage 简介

    了解 Zoned Storage 如何支持数据中心扩展、提升服务器质量和降低总体拥有成本。介绍构成 Zoned Storage、用于 HDD 的叠瓦式磁记录 (SMR) 和用于 SSD 的分区存储 (ZNS) 的技术。

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    视频

    ZNS：避免基于 Flash 的 SSD 的快层接口耗尽

    了解分区存储如何代表主机和 SSD 之间的新功能划分，从而在采用分区存储时实现更高的性能和更低的每字节成本。

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    • 文章

      什么是 Zoned Storage？

      一篇以问答形式介绍 Zoned Storage 的文章。

    • 产品简介

      介绍 Western Digital 的第一代 Zoned Storage SSD，即 Ultrastar® DC ZN540 NVMe ZnS SSD

    • 文章

      NVMe™ 分区存储说明

      一篇关于 Zoned Storage 及其对数据中心的重要性的文章。

    • 网站

      Zoned Storage.io：面向开发人员的开发库和工具

      这是一个关于最新 Zoned Storage 生态系统的开源贡献网站，包括各种 Linux 支持、应用程序和其他工具。

      前瞻性声明
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      披露
      1. 来源 1：Zoned Storage 的概念及其重要性，William G.Wong（Electronic Design，2020 年 9 月 20 日）
      2. 来源 2：SSD 的下一步发展：NVMe 分区存储说明，Billy Tallis（AnandTech.com，2020 年 8 月 6 日）

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