Zoned Storage

容量更高、TCO 更低,且 QoS 提升

對資料中心儲存容量的需求不斷增長

企業、機器和消費者產生的內容會建立大量資料,這些資料不斷對資料中心的儲存能力提出更高要求,推動其從數 PB 級提升到數 EB 級甚至是數 ZB 級。今天,大規模資料基礎架構已經使用了數以萬計的 SSD 和 HDD。以具有成本效益的方式管理超大規模的資料正迅速成為一項需求。

為資料中心使用 Zoned Storage 的優勢

Zoned Storage 是一項基於標準的開放原始碼計畫,旨在使資料中心能夠有效擴充,以迎接 ZB 級儲存容量紀元。Zoned Storage 背後有兩項技術,HDD 中的疊瓦式磁記錄 (SMR) 和 SSD 中的分區命名空間 (ZNS)。

Zoned Storage 裝置 (例如 ZNS SSD) 被劃分為多個區域,顯著簡化了硬碟架構並最大限度地減少了對複雜資料管理的需求。借助統一的軟體堆疊,主機能夠智慧地將資料放置在不同的區域中,從而實現以下主要優勢:

增大容量

因為幾乎不需要超額佈建,所以可以增大密度和規模

降低成本

顯著降低 DRAM 需求並減少所需的支援邏輯功能

改進服務品質 (Qos)

需要最少的垃圾回收,因此裝置控制器可以更快做出回應

延長耐寫度

因為資料不會不斷重寫,所以可以延長耐寫度

通過消除主機和 SSD 控制器之間的邏輯到實體對應及檔案系統到裝置之間所需的多個 (重複的) 間接層級,在主機上實作 Zoned Storage 的行為允許系統軟體和硬體更有效地協同工作。ZNS 還減少了超額佈建的需求,並消除了與寫入放大和 QoS 可變性相關的問題。簡而言之,ZNS 解決了阻礙傳統 SSD 的規模、QoS 和 TCO 問題。

Zoned Storage 可在 ZB 時代實現具有成本效益的儲存擴充

Zoned Storage 由用於 HDD 的 SMR 和用於 SSD 的 ZNS 組成。Zoned Name Spaces 是 NVMe™ 標準的擴展。借助此項技術,我們能夠提供分區與 SMR HDD 類似的 SSD,從而允許將所有 HDD 和 SSD 儲存空間視作同一種技術。Zoned Storage 利用 SMR 和 ZNS 技術以及開放原始碼標準來增強資料中心的擴充性。

透過統一的軟體框架,資料能在 SMR HDD 和 ZNS SSD 上進行智慧排序,以提升儲存容量、降低整體擁有成本 (TCO) 和提升服務品質 (QoS)。借助 Zoned Storage,資料中心和雲端供應商可以更經濟有效地擴充 ZB 時代的儲存空間。

傳統

裝置控制資料放置

分區

應用程式控制分區中的資料放置

透過 Zoned Storage 提升容量

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Zoned Storage 簡介

瞭解 Zoned Storage 如何使資料中心能夠擴充、提高 QoS 並降低 TCO。介紹構成 Zoned Storage 的兩項技術:HDD 的疊瓦式磁記錄 (SMR) 和 SSD 的分區命名空間 (ZNS)。

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前瞻性聲明
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揭露資訊
1. 資料來源 1:什麼是 Zoned Storage 及其重要性,William G. Wong (Electronic Design,9/20/2020)
2. 資料來源 2:SSD 演進的下一步:介紹 NVMe™ Zoned Namespaces,Billy Tallis (AnandTech.com,8/6/2020)