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。

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