【解讀2021儲存技術新趨勢２】更快、更便宜的新世代儲存媒體

過去1、2年來，企業儲存產品正開始一波儲存媒體更新潮，分別出現在快閃固態儲存陣列，以及磁帶設備兩個領域。

近來問世的新一代快閃固態儲存設備，在儲存媒體的應用上，出現了兩極化的走向。其中一端，是高速、高效能的儲存級記憶體（Storage Class Memory，SCM），正迅速進入第一線儲存設備；另一端，則是低成本的QLC NAND Flash記憶體，以作為傳統機械式硬碟替代者的訴求，開始被應用在企業級儲存陣列。

另一方面，在勒索軟體的威脅下，具備離線隔離與防竄改特性的磁帶設備，又開始在企業應用中受到重視。而當前最重要的主流磁帶應用規格LTO，也在2020年底時發布了新一代的LTO-9規格，帶來了擺脫上一代LTO-8規格推展不順的新契機。

 進入主流應用的儲存級記憶體 

儲存級記憶體（SCM）的特性

SCM的存取延遲與成本，正好介於DRAM與NAND SSD之間，比DRAM慢、但快於SSD，因而可作為兩者的中介，填補DRAM與SSD之間的效能落差，讓整個I/O處理架構更為平順高效。（圖片來源／NetApp）

儲存級記憶體（SCM）作為一種非揮發性的高速儲存媒體，填補了DRAM與NAND Flash記憶體之間的效能落差，進而能幫助減少從處理器到SSD之間的存取延遲。

SCM的發展已有10年以上的歷史，不過，一直到2017年初才實際商品化，接著，很快就有新創廠商將其應用於儲存陣列產品，但是直到2019年，一線儲存大廠才跟進引進SCM。

首先是Dell在旗艦產品PowerMax上，支援了SCM模組，隨後Pure Store也為其FlashArray//X系列，引進了基於SCM的DirectMemory模組。

到了2020年時，一線大廠新發表的中、高階快閃儲存陣列產品，幾乎都支援了SCM，如IBM新的FlashSystem系列，Hitachi Vantara的VSP 5000與VSP E系列，以及Dell的PowerStore等，一些既有產品線也導入了SCM，如HPE為Nimble系列產品線引進基於Intel Optane的SCM模組。NetApp也表示，將在下一代AFF系列支援SCM。

可以預期，這股支援SCM的風潮，勢必會在2021年進一步發酵，中、高階儲存陣列都勢必要支援SCM，才不致在規格競爭落居下風。

Optane成為企業級SCM應用主流

過去10年來，曾先後出現過磁性記憶體（MRAM）、相變化記憶體（PCM）、電阻式記憶體（ReRAM）等SCM技術，但達到商品化與實際上市的產品，迄今只有Intel的Optane與三星的Z-SSD等兩種。兩家廠商都沒有公布產品技術詳情，一般認為，Optane採用的3D XPoint記憶體屬於相變化記憶體（也有ReRAM的說法），而Z-SSD的Z-NAND技術則是NAND Flash的改進。

Optane的推出時間稍早一些，2017年3月正式推出產品，迄今已發展了2個世代。而2018年1月發表正式產品的Z-SSD，目前也推出了2個世代。以在企業端儲存設備的應用來看，Optane是目前SCM的主流，檢視當前支援SCM的儲存陣列規格，我們可以發現，多是以搭配Intel Optane為主，如Dell、HPE、Pure Storage、Hitachi Vantara等，只有IBM是同時支援Intel與三星的SCM。

 QLC成為入門級快閃儲存新選擇 

一線大廠投入QLC儲存陣列

 Pure Storage與NetApp兩家一線大廠，都已推出採用QLC Flash模組的儲存陣列，上為前者的FlashArray//C，下為後者的FAS500f。（圖片來源／Pure Storage, NetApp）

過去幾年來，固態儲存廠商曾多次聲稱，快閃記憶體與機械式硬碟之間的單位容量成本交叉點，即將到來，快閃儲存即將變得比硬碟更便宜。現在隨著QLC記憶體開始進入儲存陣列應用，可望真正實現這個預言。

QLC快閃記憶體的歷史還很短，2018年上半年，Intel與美光同時推出了最早的一批QLC SSD產品，很快的，從2019年初起，開始有廠商將QLC SSD引進到儲存陣列產品，誕生了QLC儲存陣列。

就記憶體架構本身來說，QLC雖然有著單位成本低的特點，但無論效能、壽命，還是可靠性，都遜於目前主流的TLC記憶體。不過當QLC結合各式存取管理技術，構成完整的SSD產品後，QLC SSD的實際效能與耐用性表現，其實與低階的TLC SSD相去不遠。

應用在儲存陣列上時，QLC SSD則被定位為替代硬碟的大容量儲存裝置。與硬碟相比，QLC SSD擁有同等級的低廉成本，同時還有效能、空間與能耗的優勢。

從時間來看，最早投入QLC儲存陣列的廠商，是近來極受矚目的新創儲存廠商VAST Data，在2019年初率先發表採用QLC的Universal Storage儲存平臺。隨後是快閃儲存大廠Pure Storage在2019年中發表的FlashArray//C系列。

接下來到了2020年，又有更多廠商跟進，包括Nextsan的E-Series 18F、StorOne的S1，Pure Storage也在2020年下半年推出第2代FlashArray//C，以及NetApp在2020年底發表的FAS500f。

從目前的情況來看，包括Pure Storage與NetApp兩家一線大廠，都已推出QLC儲存陣列，可見QLC用於企業儲存已經獲得認可，在2021年肯定會有更多廠商跟進。

而就目前已有的QLC儲存陣列來說，又可分為兩種類型。Pure Storage、NetApp與Nexsan的產品，都是以扮演低成本、大容量儲存陣列角色為訴求；至於VAST Data與StorOne的產品，則採取了高階的SCM，結合低成本的QLC組成混合架構，配合分層儲存技術，試圖同時兼顧高效能與低成本。

 LTO-9帶動磁帶規格新進化 

即將上市的LTO-9磁帶裝置

雖然LTO-9規格才剛發布，Quantum、Spectra等磁帶設備廠商，都已推出LTO-9磁帶裝置的預購方案。（圖片來源／Spectra）

在新興儲存技術的競爭下，磁帶作為備份儲存，以及長期歸檔、保存資料的定位，逐漸為低成本磁碟裝置，以及公有雲的冷儲存服務所取代。

不過近2、3年來，由於勒索軟體的肆虐，也讓磁帶找到了新的應用面向——一種兼具「Air-gapped」隔離特性，以及WORM（WriteOnceReadMany，一寫多讀）防竄改功能的儲存媒體，讓磁帶能在勒索軟體的威脅下，勝任資料最終保存媒體，以及資料保護最後關卡的角色，也讓磁帶在IT應用中的地位再次抬頭。

不過多年來的市場低迷，也在過去10年間，導致多種磁帶規格中斷了發展，目前只剩LTO與IBM3592兩種磁帶規格，仍持續發展。而比起IBM獨家規格的3592系列，LTO憑著開放標準與多家大廠合作，是當前最普遍與最重要的磁帶技術規格。因而LTO組織在2020年9月發布最新一代LTO-9規格，也成為儲存業界矚目的事件。

LTO-9最重要的改進，是提供了單卷磁帶18TB的未壓縮容量，較上一代LTO-8的12TB容量高出50%，傳輸率也從LTO-8的360MB/s略為提高到400MB/s，並同樣具備硬體加密、WORM等安全功能。

目前Quantum、Spectra等磁帶設備廠商，都已推出LTO-9磁帶產品的預購方案，讓用戶先購入LTO-8設備，待LTO-9正式上市後，即可直接升級到LTO-9規格。