如今，存儲(chǔ)技術(shù)在兩個(gè)維度上發(fā)展：它是如何工作的，以及它是如何使用的。近年來人們看到兩個(gè)方向的主要?jiǎng)幼?，雖然這些將是漸進(jìn)的，而不是革命性的。
基于閃存和硬盤這兩個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的競(jìng)爭(zhēng)將繼續(xù)推動(dòng)這兩方面技術(shù)的發(fā)展。如今，閃存在遵從摩爾定律改進(jìn)性能和成本方面占據(jù)上風(fēng)，但在生命周和可靠性的期方面有所限制。為尋找良好的存儲(chǔ)解決方案，這些性能將決定其發(fā)展情況。另一方面，硬盤存儲(chǔ)具有成本和容量的限制。因此，保持這些優(yōu)勢(shì)是其路線圖的主要驅(qū)動(dòng)力。
硬盤技術(shù)
硬盤的技術(shù)發(fā)展繼續(xù)以較低的成本，容量的增加，穩(wěn)定性和性能提高為目標(biāo)。例如，希捷公司在2014年年初推出了6TB磁盤中，調(diào)整現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)，但隨后在今年宣布推出其磁記錄(SMR)技術(shù)的8TB硬盤。這通過允許在盤上的軌道彼此重疊，省去以前用于分開它們的休耕面積。更大的密度使得磁盤需要一次改寫多個(gè)軌道偏移。這會(huì)減慢一些寫操作，但對(duì)于容量來說，卻增加了25%，而且不需要昂貴的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造。
如果說SMR是商業(yè)上的成功，那么它會(huì)加速另一種技術(shù)的發(fā)展，二維磁記錄(TDMR)信號(hào)處理。當(dāng)軌道如此薄和/或緊密結(jié)合在一起時(shí)，讀取頭從相鄰軌道拾取噪聲和信號(hào)，當(dāng)試圖檢索所需的數(shù)據(jù)時(shí)，這就變得非常必要了。許多技術(shù)可以解決這個(gè)問題，包括采用多個(gè)磁頭讀取多個(gè)軌道的部分，同時(shí)讓驅(qū)動(dòng)器的數(shù)學(xué)上減去軌道間干擾信號(hào)。
目前的硬盤盤面密度超過每平方英寸1TB容量，其技術(shù)包括shingled,二維磁記錄和熱輔助磁記錄
硬盤密度的第三個(gè)重大改進(jìn)是熱輔助磁記錄(HAMR)。此使用具有綁在其激光頭的激光器驅(qū)動(dòng)器，加熱所述的數(shù)據(jù)被記錄之前的軌道。這將產(chǎn)生較少的相互干擾，更好地定義磁化區(qū)域。希捷曾在今年承諾推出HAMR硬盤，但目前表示2017年推出其產(chǎn)品的可能性更大。
與此同時(shí)，日立公司通過采用氦填充提高其高端驅(qū)動(dòng)器的能力。該氣體具有比空氣低得多的粘度，因此，其盤片可以疊加得更加緊密。
所有這些技術(shù)都為以前的創(chuàng)新所采納，垂直記錄而不是縱向記錄，通過將所有的上述思路，硬盤行業(yè)預(yù)計(jì)能產(chǎn)生約三四年持續(xù)的連續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)與閃存保持價(jià)格差。
閃存技術(shù)
閃存技術(shù)正在迅速發(fā)生變化，許多來自小規(guī)模的部署的創(chuàng)新正在成為主流。那些企業(yè)如英特爾和三星公司都預(yù)測(cè)3DNAND的重大進(jìn)展，其中閃存的基本單晶體管采用單元架構(gòu)堆疊成芯片內(nèi)部的三維陣列。英特爾公司與合作伙伴美光科技公司共同合作，采用32微米3DNAND技術(shù)，每增加一倍的晶體管存儲(chǔ)多級(jí)單元(MLC)相結(jié)合，預(yù)測(cè)每個(gè)芯片容量將達(dá)到48GB。該公司表示，這適合為手機(jī)創(chuàng)建1TB固態(tài)硬盤，為消費(fèi)者的硬盤驅(qū)動(dòng)器提供更高的競(jìng)爭(zhēng)力，而到2018年，該產(chǎn)品與目前10TB的企業(yè)級(jí)SSD硬盤相比，其成本將降低五倍。
另一種技術(shù)三重級(jí)單元(TLC)閃存在2015年變得更加成熟。原始閃存單元經(jīng)常被描述為具有存儲(chǔ)在其中的兩個(gè)電壓，一個(gè)用于數(shù)據(jù)1，另一個(gè)用于數(shù)據(jù)0。這不是嚴(yán)格地說：其更準(zhǔn)確想保持電壓范圍的單元，而一個(gè)小范圍任何電壓意義為1，而在另一個(gè)范圍含義的任何電壓為0。這些范圍可能相當(dāng)廣泛，可以廣泛分離，使得它很容易為周圍的電路提供足夠好的電壓，在輸出讀取時(shí)可以應(yīng)付自如。
多電平單元MLC，具有對(duì)應(yīng)于00，01，10和11四種電壓范圍，相當(dāng)于兩個(gè)單級(jí)單元，從而在相同的空間中具有雙倍密度。這都具有相當(dāng)?shù)拇箅y度，因?yàn)橹С蛛娐沸枰_的閱讀和寫作，并在單元性能產(chǎn)生變化，作為一個(gè)結(jié)果，生產(chǎn)或老化更為顯著。讀取和寫入速度慢，壽命下降，錯(cuò)誤上升。然而，具有兩倍的容量，對(duì)于讀取成本來說，這樣的問題是可以克服的。
三重級(jí)單元TLC具有八個(gè)電壓等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)000到111。與多電平單元MLC相比，其數(shù)據(jù)只有其50%，但在物理實(shí)現(xiàn)來說是相當(dāng)困難的。因此，雖然TLC在5年來已推出了一些產(chǎn)品，但在性價(jià)比的競(jìng)爭(zhēng)中沒有優(yōu)勢(shì)。
三星公司結(jié)合3D和TLCNAND技術(shù)生產(chǎn)的850EVO主流消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤，容量高達(dá)1TB，五年保修。一個(gè)1TB的850EVO硬盤的成本為379.99英鎊
2015年存儲(chǔ)技術(shù)的最大差異是驅(qū)動(dòng)技術(shù)的成熟，克服了TLC的速度、工作壽命和可靠性問題。作為先進(jìn)的處理器和通信、經(jīng)濟(jì)部署的關(guān)鍵期，為了確定和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)SiliconMotion公司提出了確定基本的錯(cuò)誤管理系統(tǒng)的三個(gè)方法。
首先是低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)是一種編碼數(shù)據(jù)進(jìn)入存儲(chǔ)器的方式，在讀出遇到了許多錯(cuò)誤可以被檢測(cè)，并采用可靠的數(shù)學(xué)方式校正，最重要的是，不引入不可接受的處理開銷。LDPC發(fā)明于20世紀(jì)60年代，在20世紀(jì)90年代，開始被采用現(xiàn)在的Wi-Fi，10Gb以太網(wǎng)和數(shù)字電視中。因此，它代表著外部存儲(chǔ)未來的廣泛的工程和技術(shù)挑戰(zhàn)。
該LDPC引擎還提高了TLC陣列內(nèi)的跟蹤電壓水平。在存儲(chǔ)器陣列中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電特性由于短期內(nèi)溫度和長(zhǎng)期的老化而發(fā)生變化。通過調(diào)整這些參數(shù)，而不是取代它們，可以延長(zhǎng)其使用壽命，并減少錯(cuò)誤。
最后，該驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)片上的RAID機(jī)制，可以檢測(cè)到不可恢復(fù)的錯(cuò)誤，并從一個(gè)頁面切換到另一個(gè)頁面。
這種TLC分層的技術(shù)補(bǔ)償提高了其特性，并使其越來越符合成本效益。TLC仍然有一些主要的問題，將限制其適用性，如在其壽命期間寫入的一個(gè)更低的限制，這可能會(huì)看到它優(yōu)先用于快速訪問寫入一次性的檔案，如消費(fèi)數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)。
企業(yè)存儲(chǔ)
最成功的企業(yè)存儲(chǔ)策略就是繼續(xù)同時(shí)使用閃存和硬盤：在未來五年內(nèi)，硬盤不會(huì)達(dá)到閃存的性能，閃存不會(huì)具有存儲(chǔ)傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)的能力，更不用說預(yù)測(cè)的巨大增長(zhǎng)時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)(IOT)開始存儲(chǔ)從我們所承諾數(shù)十億個(gè)連接設(shè)備的信息。
企業(yè)存儲(chǔ)繼續(xù)迅速移動(dòng)到一個(gè)混合模式，在類似的技術(shù)，架構(gòu)，以及發(fā)展模式的應(yīng)用范圍內(nèi)，并超越了企業(yè)傳統(tǒng)的硬件之間的邊界，它擁有和管理在云中使用的服務(wù)。
對(duì)于存儲(chǔ)來說，這意味著向分布式和虛擬化系統(tǒng)發(fā)展，利用易于管理和擴(kuò)展的軟件環(huán)境，構(gòu)建大型和靈活的存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)接口，增加和網(wǎng)絡(luò)性能，從傳統(tǒng)的混合的NAS/SAN批量存儲(chǔ)系統(tǒng)，并緊密耦合服務(wù)器存儲(chǔ)，以滿足高性能的要求。
連接到多個(gè)服務(wù)器的多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，呈現(xiàn)給應(yīng)用程序和管理軟件的統(tǒng)一視圖。無論是被稱為“軟件定義數(shù)據(jù)中心”，“服務(wù)器SAN'，“只有存儲(chǔ)的軟件”或者任何一個(gè)數(shù)字特定供應(yīng)商的條款，都將遷移到虛擬化和分布式存儲(chǔ)，這是由成本、易用性，以及部署速度所推動(dòng)的。通過確定哪些類型的應(yīng)用程序使用什么類的數(shù)據(jù)，這樣的系統(tǒng)可以自動(dòng)將工作量和存儲(chǔ)的優(yōu)化配置，并充分利用緊密耦合的超高速閃存存儲(chǔ)，或更遙遠(yuǎn)的、容量更大的磁盤，無論是組織內(nèi)或在云中。
很少訪問的信息，海量數(shù)據(jù)集，以及高性能計(jì)算需求檔案需要特別注意，但人們以期待什么讓這些不同于主流的企業(yè)工作負(fù)載的發(fā)展，而主流存儲(chǔ)的此類任務(wù)，提高了適用性。
未來的存儲(chǔ)
而在更遠(yuǎn)的未來，還沒有任何新的突破性技術(shù)打破閃存/硬盤雙寡頭的壟斷。
不同的存儲(chǔ)技術(shù)面臨的主要問題是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的極具競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)。這一點(diǎn)，在某種意義上說，例如廣闊的商品市場(chǎng)，在非常低的利潤率運(yùn)行。為了在一個(gè)合理的時(shí)間內(nèi)收回研究，開發(fā)和制造成本這使得廠商很難有任何新的想法。
然而，現(xiàn)有的存儲(chǔ)市場(chǎng)也完全不像一個(gè)商品市場(chǎng)，它要求通過硬盤驅(qū)動(dòng)器制造商和閃存廠商兩個(gè)維度之間競(jìng)爭(zhēng)，獲得連續(xù)的技術(shù)發(fā)展。這是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的格局，每一個(gè)機(jī)會(huì)都被利用，所以新進(jìn)入市場(chǎng)的廠商必須有一些非常重要的優(yōu)勢(shì)才能得到更多的機(jī)會(huì)。
RAM(STT-RAM)、DRAM、閃存和硬盤各種存儲(chǔ)技術(shù)的比較
經(jīng)驗(yàn)表明，這種情況很少，如果有的話，會(huì)發(fā)生。外專業(yè)領(lǐng)域，如長(zhǎng)期歸檔，硬盤驅(qū)動(dòng)器和固態(tài)閃存，RAM，聚合物存儲(chǔ)器等各種技術(shù)并存，大多數(shù)產(chǎn)品各有自己的優(yōu)勢(shì)，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或驗(yàn)證了理論，而某種形式的閃存或磁盤沒有現(xiàn)實(shí)的路線圖，顯示其在未來十年具有顯著的市場(chǎng)份額。
即使沒有在醞釀一場(chǎng)革命，存儲(chǔ)在可預(yù)見的未來將會(huì)得到其歷史描述：更快，更安全，更便宜。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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