Enterprise資料儲存與管理趨勢
隨著生成、處理及儲存的資料量呈指數級增長,從基本儲存裝置(如磁碟機)到複雜的儲存系統,都在不斷演進。在各種 IT 基礎架構中,滿足儲存容量、速度、成本及效率等新需求至關重要。
本文將為您解析 2023 年的最新資料儲存技術與趨勢,並介紹最適合您環境的 Enterprise 級儲存解決方案。
硬碟
硬碟(HDD)是一種傳統且廣泛使用的儲存媒介,讓您能夠在單一裝置上儲存大量資料。儘管更輕巧、速度更快的固態硬碟(SSD)價格持續下降,硬碟仍透過採用新的資料儲存技術不斷進化。基於多種原因,硬碟在其特定領域中仍保持著重要性,其中包括相較於其他選擇,其價格更為實惠。
硬碟資料儲存趨勢
- 產能提升. 硬碟製造商持續提升硬碟的儲存容量,目前已推出 22 TB、26 TB 及更大容量的高容量硬碟機型。
- 充氦硬碟 近年來已引起廣泛關注。透過將硬碟外殼內的空氣替換為氦氣,製造商得以降低內部空氣阻力。這使得在相同的機身尺寸下,能夠採用更薄的磁碟片並增加磁碟片數量。氦氣硬碟不僅能提供更大的儲存容量、更低的功耗,還能提升可靠性。
- 交錯磁錄(SMR) 這是一種應用於某些硬碟的技術,透過在磁碟上重疊磁道來提高面密度。雖然 SMR 硬碟能提供更大的儲存容量,但與傳統硬碟相比,其隨機寫入效能可能會稍慢一些。
- Enterprise級硬碟 專為資料中心及企業級資料儲存環境所設計。這些硬碟旨在於高負載情境下提供更高的可靠性、更長的使用壽命以及更優異的效能。Enterprise硬碟通常具備振動感測器、旋轉振動補償功能,以及更高的負載等級等特點。
- 進階錯誤校正 這些改進措施可確保資料完整性。諸如多層級錯誤校正碼(ECC)等技術,有助於減輕潛在的資料損毀風險,並提升硬碟的整體可靠性。
- 熱輔助磁錄(HAMR) 這是一項先進的新型資料儲存技術,在寫入資料時利用雷射加熱磁碟表面的小範圍區域,從而使硬碟(HDD)具備更高的儲存密度與容量。註: HAMR 技術有望讓硬碟在維持成本效益的同時,滿足市場對更大儲存容量的需求。這項技術被視為硬碟技術的重要突破,目前正受到資料儲存產業中各大硬碟製造商的積極研發。然而,基於 HAMR 技術的硬碟在商業化與廣泛採用方面仍受限,因為為了確保其可靠性、耐用性及成本效益,尚有若干技術難題亟待解決。
- 能源效率. 硬碟製造商一直致力於提升能源效率,以降低功耗。功耗降低不僅能減少營運成本,也能減輕對環境的影響。無論是 Enterprise 級資料儲存還是消費級應用,高能源效率的硬碟都是理想選擇。
- 混合式儲存解決方案 結合 SSD 與 HDD 的優勢。SSD 能更快存取經常使用的資料,而 HDD 則用於儲存較少使用的資料。這種混合式方案旨在利用兩種儲存技術的優勢,在效能與成本效益之間取得平衡。HDD 與 SSD: 雖然硬碟(HDD)在資料儲存領域仍佔有一席之地,但固態硬碟(SSD)憑藉其更快的效能與更低的功耗,已逐漸受到青睞。固態硬碟通常被視為首選的主儲存裝置,而硬碟則多用於次級儲存、備份／歸檔用途,以及每テラバイト成本是考量因素的大規模資料儲存情境。
固態硬碟
固態硬碟(SSD)已廣受歡迎,並持續成為主流趨勢。相較於傳統硬碟(HDD),固態硬碟具備更快的資料存取速度、更高的可靠性,以及更低的功耗。固態硬碟在筆記型電腦、桌上型電腦、伺服器及資料中心中的應用正日益普及。
資料儲存產業中的 SSD 發展趨勢
- 更高容量. 固態硬碟(SSD)的儲存容量正持續提升。製造商不斷突破 NAND 快閃記憶體技術的極限,以提供儲存容量更大的固態硬碟。
- PCIe 4.0 與 PCIe 5.0 這些介面為 SSD 的效能開闢了新的可能性。這些介面提供更高的頻寬與吞吐量,使 SSD 能夠實現更快的資料傳輸速度並降低延遲。此類 SSD 非常適合需要高效能儲存的應用場景,包括遊戲、內容創作以及資料密集型工作負載。
- NVMe (非揮發性記憶體快取傳輸) 是一種專為 SSD 設計的介面協定,能讓儲存裝置與系統之間進行更高效且流暢的通訊。相較於採用 SATA 介面的傳統 SSD,NVMe SSD 具備顯著更快的資料傳輸速度與更低的延遲。NVMe 已成為高效能 SSD 的標準,不僅能縮短開機時間、減少應用程式載入時間,更能提升整體系統的反應速度。
- QLC(四級單元)NAND 快閃記憶體 這是一種固態儲存技術,能在降低成本的同時實現更高的儲存密度。相較於前幾代產品,QLC SSD 每顆記憶體單元可儲存更多位元資料,因此能以更實惠的價格提供更大容量的 SSD。然而,與其他類型的 NAND 快閃記憶體相比,QLC SSD 的效能與耐用度通常較低。
- TLC(三層式儲存單元) 以及 MLC(多層儲存單元)固態硬碟 在消費級與 Enterprise 儲存領域中,這類 SSD 仍被廣泛採用。這些 SSD 在效能、容量與成本之間取得了良好的平衡。相較於 TLC SSD,MLC SSD 具備更高的耐用度與效能,但成本也較高;另一方面,TLC SSD 則提供更大的容量與更高的成本效益,但耐用度稍低。
- 3D NAND 技術 這是一種將記憶體單元垂直堆疊的儲存技術,相較於平面式 NAND 快閃記憶體 SSD,能實現更高的儲存密度並提升效能。製造商持續推進 3D NAND 技術的發展,以增加儲存容量並提升 SSD 的整體效能。
- SATA 固態硬碟 儘管基於 PCIe 的 SSD 日益普及,SATA SSD 仍能滿足主流消費者與企業的使用情境。SATA SSD 在日常運算任務中表現優異,且能與配備 SATA 介面的現有系統相容。SATA SSD 常見於筆記型電腦、桌上型電腦及入門級伺服器中。
- 適用於資料中心的 SSD 專為應對 Enterprise 級工作負載的嚴苛要求而設計,具備更高的耐用性、斷電保護功能、更佳的資料完整性,以及先進的錯誤校正演算法。資料中心 SSD 致力於提供穩定的效能、高度的可靠性及增強的耐用性,以滿足伺服器虛擬化、資料庫及資料密集型應用程式的需求。
- Enterprise NVMe-oF 這項技術作為 Enterprise 級儲存系統正日益受到歡迎。NVMe-oF 允許透過網路遠端存取 NVMe SSD,為叢集環境提供高效能的共用儲存解決方案。NVMe-oF 將 NVMe SSD 的優勢(例如低延遲與高吞吐量)帶入 Enterprise 資料儲存系統,不僅能加速資料存取,更能提升儲存效率。
- TLC/QLC SSD 快取 此方法是利用較小容量的高效能 SSD(例如 MLC 或 TLC SSD)作為頻繁存取資料的快取。這種快取技術通常與傳統硬碟搭配使用,透過加速對常用檔案和應用程式的資料存取,從而提升整體系統效能。
- 全快閃陣列 在企業儲存市場中已獲得顯著的發展動能。全快閃儲存(AFA)採用固態硬碟(SSD),提供具備低延遲與高吞吐量的高效能儲存解決方案。此類儲存方案非常適合需要快速存取資料的工作負載,例如資料庫、虛擬化及分析應用。
磁帶
儘管磁帶儲存被視為一種較為傳統的儲存形式,但它仍在持續演進。磁帶技術的進步帶來了更高的儲存容量、更快的資料傳輸速率,以及更強的可靠性。由於其成本效益與耐用性,磁帶儲存對於長期歸檔用途仍具重要性。此外,它也因 作為備份儲存的優勢 並依然是其中之一 2023 年的資料保護趨勢 就……而言 將資料備份至磁帶.
資料去重與壓縮
資料去重與壓縮技術正被越來越廣泛地應用於優化儲存效率。透過識別並刪除冗餘資料或對其進行壓縮,企業得以降低儲存成本並提升整體效能。 資料去重 壓縮技術對備份儲存系統至關重要。去重裝置在企業組織中依然廣受歡迎。
雲端儲存
雲端儲存已成為主流,讓使用者能夠透過網際網路儲存及存取資料。雲端儲存服務具備可擴展性、靈活性、高可用性,且能輕鬆進行遠端存取。雲端技術日益普及,作為一種可靠且便利的資料儲存與共享方式,已成為資料倉儲領域的趨勢之一。
儲存即服務
儲存即服務(STaaS)已逐漸受到重視,讓企業能夠將儲存需求外包給第三方供應商。此服務提供依需求縮放儲存資源的靈活性,對於儲存需求波動的企業而言,可謂是具成本效益的選擇。
物件儲存
物件儲存已在企業儲存領域廣受歡迎,特別適用於非結構化資料及大規模儲存需求。物件儲存技術具備可擴展性、持久性,並能高效管理海量資料。它提供可擴展且持久的儲存空間,因此非常適合用於備份、歸檔、雲端應用程式以及多媒體內容儲存庫等使用情境。
如今,物件儲存的速度更快,甚至能滿足雲端環境中高效能資料庫及其他軟體的運作需求。 物件鎖定機制可防止物件遭受非預期變更,並使儲存內容具備不可變性。公有雲中最具代表性的物件儲存服務包括:
- Amazon S3 在 AWS
- Microsoft Azure Blob 儲存體
- Google Cloud Platform 中的物件儲存
資料中心儲存方案
目前有幾種嶄新且複雜的資料儲存方案正逐漸成為企業界的趨勢:
- 軟體定義儲存 將儲存硬體與軟體層分離。它使組織能夠透過軟體定義的政策,動態地管理與分配儲存資源。軟體定義儲存具備靈活性、可擴展性及簡化的管理功能,使其成為Enterprise儲存的理想選擇。
- 超融合基礎架構 (HCI) 將儲存、運算和網路整合為單一的整合式系統。它們能簡化資料中心的運作、提升擴展性,並降低硬體的複雜度。HCI 解決方案,例如 VMware vSAN, 在 Enterprise 儲存領域正變得越來越普及,特別是在虛擬化環境中。
- 混合雲雲端儲存 混合雲儲存結合了本地端儲存基礎架構與雲端儲存服務,既能靈活運用私有雲與公有雲的優勢,同時滿足資料安全、合規性及效能需求。透過混合雲儲存,企業可優化儲存成本、依需求縮放資源,並促進資料的流動性。
網路儲存裝置
網路儲存裝置(NAS)廣泛應用於個人用戶及 Enterprise 儲存架構中。NAS 的最新趨勢包括:
- 儲存容量增加,從而能夠儲存更大的資料量。NAS 解決方案現已提供更高容量的硬碟,並支援多個硬碟槽,讓企業能隨著資料需求的增長,彈性縮放其儲存基礎架構。
- 與雲端服務的整合. 此整合功能可實現本地 NAS 與雲端儲存之間無縫的資料備份、同步及共享。這為企業提供了靈活性、資料冗餘,以及遠端存取資料的能力。
- 混合雲 NAS 這些解決方案結合了本地 NAS 與雲端儲存資源,兼具本地儲存與雲端儲存的優勢,讓企業能夠將經常存取的資料儲存於本地,同時利用雲端的擴展性與成本效益來處理備份、歸檔或較少存取的資料。
- 物件儲存支援 在 NAS 系統中,此技術非常適合管理大規模的非結構化資料。物件儲存技術具備高度的可擴展性、耐久性及成本效益,能有效處理日益增加的檔案、文件、圖片及影片。
- 資料保護與災難還原 特點已成為 NAS 開發的重點關注領域。NAS 供應商正提供諸如 RAID(獨立磁碟冗餘陣列)以實現資料冗餘、快照功能以實現特定時間點的還原,以及 與備份軟體的整合 以制定強健的資料保護策略。
- 用於視訊監控的 NAS. NAS 系統專為視訊監控應用而設計與優化。這些 NAS 解決方案具備高吞吐量,支援多台 IP 攝影機,並具有視訊分析、智慧視訊管理及視訊內容搜尋的特點。
- 可擴展且分散式的 NAS 此類解決方案正日益受到歡迎,特別是對於擁有地理位置分散位置的大型企業和組織而言。這些解決方案能夠整合多台 NAS設備中的資料,提供集中式管理並簡化資料存取流程。
- 與虛擬化平台的整合 例如 VMware 與 Hyper-V. 此整合功能可高效地配置與管理虛擬機器 (VM),並提供諸如 虛擬機器層級快照 以及複製功能,以強化虛擬化環境中的資料保護。
- 增強的安全特點 以保護資料免受未經授權的存取及網路威脅。這些特點包括內建加密、存取控制,以及與 Active Directory 或使用 LDAP 進行使用者驗證,並支援安全的檔案傳輸協定。
- 物聯網(IoT)整合. NAS設備正不斷演進,以支援物聯網部署與邊緣運算。它們可作為物聯網裝置的儲存與處理樞紐,使資料能在網路邊緣進行收集、分析與儲存。
儲存區域網路
儲存擴展性以及在資料中心內擴增儲存容量,是儲存區域網路(SAN)的若干特點。 SAN 系統 在Enterprise資料中心的卓越效能與可擴展性方面,仍保持領先地位。
SAN Enterprise資料儲存 趨勢
- 光纖通道(FC)的進展. 光纖通道,一種 高速網路技術 在儲存區域網路(SAN)中廣泛使用的光纖通道(FC)技術,在速度與功能方面均有所提升。隨著 64 Gb/s 和 128 Gb/s 等更高速度的 FC 標準問世,儲存網路的頻寬也隨之增加。
- 基於傳輸架構的 NVMe (NVMe-oF) 是 SAN 領域的一項新興趨勢,可透過網路使用 NVMe 儲存裝置。NVMe-oF 運用 NVMe SSD 的高效能與低延遲特性,使 SAN 環境中的資料存取與儲存連線速度得以提升。
- 與乙太網路的整合. 傳統上,儲存區域網路(SAN)主要仰賴光纖通道(Fibre Channel)進行儲存網路傳輸。然而,當前正呈現儲存網路與乙太網路趨於融合的趨勢。諸如乙太網路光纖通道(FCoE)及 iSCSI(網際網路小型電腦系統介面)等技術,有助於將 SAN 與乙太網路基礎架構整合,從而簡化網路架構並降低成本。
- 軟體定義儲存 在 SAN 部署中正逐漸受到重視。這項技術將儲存軟體與底層硬體分離,為 SAN 管理帶來更大的靈活性與敏捷性。它使組織能夠在 SAN 環境中集中管理並自動化執行儲存資源配置、資料配置以及效能優化。
- 多雲端 SAN 連線隨著 Enterprise 採用多雲端策略,跨不同雲端供應商與本地基礎架構的 SAN 連線需求日益增加。SAN 技術正不斷演進,以實現 SAN 與各類雲端環境之間的無縫整合與資料流動。
- 人工智慧(AI) 以及 機器學習 (ML) 這些技術正日益整合至 SAN 管理工具中,以優化儲存效能、自動化資料分層、預測容量需求,並找出效能瓶頸。由人工智慧驅動的 SAN 分析功能可提供具實用價值的洞察,並使這些 AI 儲存解決方案能夠進行主動式管理與故障排除。
- 更加重視安全. 隨著 對於資料外洩與網路安全威脅的擔憂日益加劇, SAN 系統正日益重視安全性特點。傳輸中與靜止狀態下的資料加密、存取控制、驗證機制以及資料完整性檢查,已逐漸成為 SAN 部署中不可或缺的組成部分。
- 超融合基礎架構 (HCI) 與 SAN 整合. 超融合基礎架構(HCI)將儲存、運算與網路整合於單一系統中,目前正不斷演進以支援儲存區域網路(SAN)連線。HCI 解決方案正整合 SAN 協定與技術,以提供高效能的儲存功能及運算資源。
- 自動化與編排 SAN 管理中採用了各項技術,以簡化資源分配、配置及監控流程。這些技術有助於減少手動作業、提升效率,並使 Enterprise 資料儲存的 SAN 運作更加靈活且反應迅速。
資料保護與安全
隨著對資料外洩與網路威脅的擔憂日益加劇,資料保護與安全性已成為企業資料儲存時至關重要的考量因素。為確保資料的完整性與可用性,具備內建加密功能、存取控制,以及整合備份與災難復原解決方案的儲存方案,目前需求甚鉅。
- 對勒索軟體的韌性 指的是為保護資料免受勒索軟體攻擊而實施的措施。這包括採取主動防禦措施,例如完善的備份與還原流程、資料加密、存取控制、員工培訓,以及採用先進的威脅偵測與防禦機制。
- 不可變儲存 指一種儲存架構,其中資料一旦寫入,在指定期間內便無法進行修改、變更或刪除。 不可變儲存 有助於防止資料遭篡改或惡意修改,因此對於符合法規、法律保留及資料完整性等用途而言,具有實用價值。
- 持續資料保護 (CDP) 是一種資料保護方法,可提供即時或近即時的備份與複寫功能。CDP 會擷取資料的每一項變更,並允許還原至任何時間點,從而將故障或資料損毀時所造成的資料損失降至最低。
- 空間隔離儲存. 所謂"物理隔離",是指系統或網路之間的一種實體或邏輯隔離措施,旨在防止未經授權的存取或資料傳輸。在資料保護的範疇中,物理隔離可用於將關鍵資料與潛在威脅(例如惡意軟體或網路入侵)隔離。此方法通常涉及將資料儲存於安全位置的獨立離線儲存系統中,以提供額外的保護層。
- 資料遮罩 這是一種透過將真實資料替換為虛構或混淆資料,以保護敏感資料的技術。它確保資料在開發、測試或分析過程中仍具有功能性,同時保障敏感資訊的隱私與安全。
- 資料清除,亦稱為資料清除或資料淨化,是指從儲存裝置中安全地移除資料,以防止未經授權的存取或資料還原。正確的資料清除技術可確保資料無法透過鑑識方法還原,從而降低在儲存裝置退役或裝置處置過程中發生資料外洩的風險。
- 備份現代化 指的是採用先進的備份技術與實務,以提升資料保護與還原流程。這包括運用諸如"永久增量備份"、"全局去重"等特點, 快照式備份、快速還原,以及與雲端儲存服務的整合。
- 資料分類 這涉及根據資料的敏感性、價值及法規需求來對其進行分類。透過資料分類,組織可依據資料的具體分類等級,實施適當的資料保護措施,例如存取控制、加密及保存政策。
- 零信任安全 這是一種安全模型,其前提是網路或儲存環境中不存在任何內建信任。該模型要求對所有使用者、裝置及資料進行持續的驗證、授權與加密,無論其位置或所處的網路區段為何。零信任安全有助於防範內部威脅、未經授權的存取,以及網路內的橫向移動。
- 暗數據管理. 暗數據(Dark Data)指的是存儲於組織儲存系統中,且未經結構化、未受管理或未被使用的數據。暗數據管理涉及識別、分類暗數據,並對其採取適當的數據保護措施,藉此降低儲存成本、最小化安全風險,並優化數據利用率。這是Enterprise儲存與數據管理領域的一項新趨勢。
儲存價格
就價格而言,資料儲存的趨勢與去年大致相同:
- 每太位元組的成本持續下降. 近年來,每太位元組儲存空間的成本持續下降。儲存技術的進步,例如大容量硬碟、效率更高的 NAND 快閃記憶體,以及更完善的製造製程,皆為儲存成本下降帶來貢獻。隨著儲存技術的進一步發展,預期此趨勢將持續下去。
- 性價比製造商致力於提升性價比。他們力求以具競爭力的價格提供更優異的性能,讓企業能更有效率且更具成本效益地儲存與檢索資料。
- 雲端儲存的價格競爭雲端儲存服務供應商之間的競爭,已促使雲端儲存服務的成本下降。雲端儲存服務供應商持續調降價格,並提供更靈活的定價模式以吸引客戶。這股趨勢使得雲端儲存對各類規模的組織而言,成為越來越經濟實惠的選擇。
- 分層儲存定價儲存服務供應商正根據效能等級、存取頻率及儲存類型,提供分層定價模式。這讓客戶能夠選擇符合其特定需求與預算的儲存方案。需要頻繁存取或高效能的資料可儲存於較高價的層級,而存取頻率較低或對效能要求較低的資料,則可儲存於成本效益較高的層級。
- 訂閱制定價 這種模式在雲端儲存產業中日益受到歡迎。客戶無需進行大筆前期投資,只需支付定期的訂閱費用即可使用儲存服務。此模式有助於企業更可預測地管理儲存成本,並使支出與實際使用量相符。
- 通用硬體與軟體定義儲存 這些解決方案已促成更具成本效益的儲存部署。軟體定義儲存讓企業能夠利用標準硬體元件,搭配開源或商用軟體,建置出可擴展、靈活且具成本效益的儲存系統。
- 效率提升 旨在降低成本。這些改進措施包含資料去重、壓縮、精簡配置及資料分層等技術,有助於優化儲存空間利用率、減少儲存佔用空間,並提升整體效率。
註: 您應隨時做好準備,以應對價格的意外上漲,例如在……之後出現的 2011年泰國洪水 (硬碟驅動器工廠的位置)以及在 2021 年之後 奇亞幣(Chia)的需求激增,這有大量的儲存需求。
NAKIVO Backup & Replication 以及儲存趨勢
NAKIVO Backup & Replication 是一款專為當今虛擬、混合及多雲環境設計的資料保護解決方案。此解決方案能運用最新的資料儲存技術,保護儲存於不同儲存媒體上的資料。該解決方案支援實體與虛擬機器、檔案分享、Microsoft 365 資料等的備份。
NAKIVO 解決方案支援備份至不同的儲存目標,包括:
- 網路儲存裝置
- 儲存區域網路
- 磁帶
- 採用 HDD 與 SSD 的本地儲存
- 雲端區塊儲存
- 雲端物件儲存服務,例如 Amazon S3 和 Azure Blob Storage
- 具備不可變性的備份儲存庫
NAKIVO 解決方案亦支援以下特點,以因應儲存產業的發展趨勢:
- 無 LAN 數據傳輸
- 資料去重與壓縮
- 與 NAS設備整合,打造完整的備份裝置
- 與Enterprise級重複資料刪除裝置的整合
- 資料加密
- 透過與企業級資料儲存解決方案的整合,從儲存快照進行備份
您可查閱資料保護與災難還原特點的完整清單 這裡.
