存储技术新势力成就新一代绿色数据中心

内容来源：2017年12月22日，西部数据公司高级技术顾问芦浩在“2017IDC产业大会【数据中心技术创新论坛】”进行《创新存储技术助力新一代绿色数据中心》演讲分享。IT 大咖说（微信id：itdakashuo）作为独家视频合作方，经主办方和讲者审阅授权发布。

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摘要

本次主题将分别从存储介质的发展、硬盘以及闪存的创新技术上逐步分析介绍，新一代的绿色数据中心是如何打造的。

嘉宾演讲视频及PPT回顾：http://suo.im/2oxNfL

存储介质技术发展

CPU的1、2、3级Cache和DRAM（内存）的存储速度非常快，可以达到纳秒几倍级别，但是容量受限的，DRAM（内存）也只有16-128G。

非易失性存储介质包括硬盘和最近几年兴起的SSD固态硬盘，它们是目前最主要的存储部件。最近西部数据又开发了一个新的存储技术——存储级内存，它不光可以进行存储介质的保存还有着媲美内存的访问速度。

最后需要提到的是CPU的缓存和DRAM是易失性的，断电后内部数据就会消失，而硬盘、固态硬盘及存储级内存在这种情况下不会受到影响，数据可以长久保存。

数据在介质中的分布情况

在数据中心有着Fast data和Big data，其中Big data也就是HDD依然占据这90%的比重。预计到2020年硬盘在未来数据中心还会扮演着重要数据存储角色。

绿色数据中心对存储介质的需求

1、主要痛点

首先就是购置成本要低，保证更优的单TB成本，并呈现下降的趋势。还有运行成本，目前电能花费已成为了数据中心最大的消费成本。最后服务质量方面，需要考虑未来公有云的时代，设备可靠性能否达到客户的需求。

2、主要趋势

由于大数据分析的推动，冷数据将逐渐趋向活跃化并成为推动数据货币化的新途径。另外氦气硬盘将逐渐普及，因为它能够持续降低TCO，延长使用时间降低重新购置成本，并且运行温度更低，发热量更少，非常符合绿色数据中心的标准。新兴的对象存储纠删码技术，能够使硬盘更快的进行数据恢复，这将促进更高容量点硬盘的广泛使用。

硬盘创新技术

硬盘磁记录技术

早期的硬盘采用LMR技术也叫纵向磁记录技术，NS集与碟片平行，有着单位英寸磁记录密度低的缺陷。后来发展到垂直磁记录技术，通过磁化将碟片的NS反转，实现01数据的保存，单位英寸磁记录密度为1-1.1TB，如果需要更大容量硬盘，只能通过增加碟片的方式提高容量。

西部数据在此之上推出了SMR技术，有着顺序写随机读的特性，单位英寸磁记录密度为1.3-1.5TB。另外目前行业在研究的HAMR（热辅助磁记录技术）使得单位英寸磁记录密度突破了一点几，达到了2-4TB，不过却有着硬盘寿命短的缺陷。而在未来可能会发展出位图磁记录技术。

MAMR技术

在垂直磁记录技术的基础上西部数据又推出了MAMR（微波辅助磁记录技术），它在原有的磁头上添加了微波的震荡器，通过微波的方式使NS集反转。

MAMR技术可以在不改变可靠性、成本及复杂性基础上，而获得高密度数据的存储。

闪存技术发展

SSD技术及产品发展趋势

企业级的SSD总体容量将呈现EB级的增长，而成本也会呈现下降趋势。在超融合的环境下PCIe SSD会得到大规模的应用，存储服务器也会逐步应用。闪存颗粒由原来的2D NAND转向3D NAND。

NAND Flash从2D到3D

目前2D NAND制程已逼近10-12nm的物理极限，容量密度提升遇到瓶颈。而3D NAND区别于2D NAND的最大差异在于Die是分布在不同平面，主流的3D NAND为24层和48层堆叠，采用30-40nm制程。

WDC 3D NAND的技术优势

与2D相比，3D NAND具有更高的性能和更低的功耗，而且能够提高现在和未来的应用，并通过选择最佳层数来降低成本。另外由于3D NAND每个状态具有更高的电子数量，因此减少了错误率有着更好的稳定性。

WDC 3D NAND采用了Charge Trap Layer技术代替Floating Gate技术，简化了结构和制造工艺，提高了可靠性。优化的圆柱形单元设计有效增加了性能及编程/擦除周期次数，从而获得更高的耐久度。

西部数据公司及产品介绍

WDC的氦气封装硬盘

与一般的8TB空气硬盘相比，氦气硬盘容量增加了50%,达到了12TB，功耗降低了54%，可靠性提升了25%。

由于硬盘内部填充的是氦气，所以弹片的震动会更低，碟片也可以做的更薄，并且能够增加碟片量提高磁盘容量。在无空气的情况下，内部的阻力更小，驱动马达的功耗得以降低。

企业级PCIe NVMe SSD——SN200系列

这款SSD采用了第二代的NVMe标准，容量达到7.68TB，有着两种封装形态，一种是卡式的插在服务器PCIe插槽，另一种是盘式的，采用U.2的接口。性能上4k随机读有120万IOPS，混合读写IPOS可达56万。

WDC提供更优的存储解决方案

WDC的控制器和存储零部件都为企业级的应用做了相应优化的。不管传统硬盘还SSD硬盘都做到了垂直整合。另外由于专注企业的市场，所以对企业级的应用更了解能够提供更专业的服务。

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