儲存在網盤里面的電影,究竟存放在哪兒?
電影成功上傳之后
可以明確的是,網盤中的電影肯定不是在手機或者電腦里。當你上傳的時候,它已經通過無線路由、交換機、光纖、骨干網等,最后到達一個匯集了海量信息的地方,這個地方被稱為數據中心。
早期數據中心提供的是粗放型、托管型的服務,用戶租賃和托管物理服務器,運營商沒有精力和技術將事情做得精細。就像老式的雜貨店,服務器在數據中心的機柜上隨機擺放,并不遵循什么規則。因此服務器之間數據交互復雜,運營維護成本也很高。
隨著虛擬化、分布式、集群應用等技術的發展,簡單高效的云服務器正快速取代物理服務器。云服務器是基于海量物理服務器集群構建的云端虛擬資源池,具備隨需而變的彈性,讓數據存儲開始變得精準細致。
形式在變,強大內存的重要性不變
但因為云服務器仍是由物理服務器集群而來,所以兩者之間還是有共通之處。
不管是物理服務器還是云服務器,要想充分利用存儲資源,數據在儲存之前得先加工一下,去除不必要的數據冗余。當你上傳一部《復仇者聯盟 3》到某個運營商的網盤時,在這家運營商的服務器內,不管是物理服務器還是云服務器,如果已有相同的《復仇者聯盟 3》資源,就不會再重復儲存。
服務器(物理服務器或者云服務器)中的內存作為數據的緩存區,是 CPU 和存儲硬盤之間的橋梁。數據在 CPU 和內存的交互中經過處理后,才能存儲到硬盤中。通俗來講,內存的作用類似于進入火車站或者機場前的安檢等待區,每一個人都需要在此駐留一下,經過安檢閘機的檢查方可進入。
由于上面提到的原因 -- 云服務器由物理服務器集群而來,因此物理服務器上內存條 DIMM(Dual-Inline-Memory-Modules,雙列直插式存儲模塊)的性能對兩種服務器而言都至關重要。
現今服務器使用的多是基于 DDR4 的 DIMM,面對新應用(人工智能、機器學習和深度學習等)已露疲態,DDR5 在服務器領域普及勢在必行。7 月 15 日,JEDEC 固態存儲協會正式發布 DDR5 SDRAM 標準(JESD79-5)。同日,一項旨在全力推動 DDR5 內存普及的新計劃由美光推出。
與 DDR4 相比,DDR5 能提供兩倍以上的有效帶寬,有助于緩解單個內核帶寬不足的問題,并可在多種應用中實現高性能并改進能耗管理。JEDEC 預計 DDR5 將以 4.8 Gbps 的速度推出,比 DDR4 的 3.2 Gbps 快 50%。
過氣的機械硬盤和當紅的固態硬盤
物理服務器和云服務器另一個共通之處在于,內存中經過預處理的數據,最終都將被儲存到服務器的硬盤中。至此,我們開篇的問題終于找到了答案:上傳到網盤中的電影最終都將被存儲到數據中心服務器的硬盤中。
傳統數據中心的服務器多采用機械硬盤(HDD)存儲數據,運作模式和 DVD 碟片機類似,磁盤高速旋轉,然后磁頭對信息進行讀取。
機械硬盤里一片磁盤分成了若干個磁道,每個磁道又分成了若干個扇區,讀取數據時磁頭必須先要找到對應的磁道,等待磁盤轉動到相應扇區,然后才能讀取內容。聽起來都很復雜,實際使用過程中,機械硬盤不僅速度慢、噪聲大,而且輕微震動就可能導致讀取數據出錯。與之相比,固態硬盤優勢明顯。
穩定性上,固態硬盤運行時直接把信息寫入到儲存芯片里面,沒有機械運動,抗干擾能力更強;響應速度上,數據中心常用的 10K(硬盤轉速為 10000rpm)機械硬盤,其平均響應速度為 9ms,固態硬盤則小于 1 ms;噪聲問題無需討論,因為固態硬盤運轉時無噪聲。
因此,用固態硬盤取代機械硬盤在數據中心領域是大勢所趨。
固態硬盤的記憶體主要是 NAND 閃存。而根據 NAND 閃存中電子單元密度的差異,固態硬盤可以分為 SLC、MLC、TLC 以及 QLC。簡單講,它們之間的區別就像在一個同樣大小的書架上能夠放多少本書:SLC 最少,只能放一本,MLC 放二本,TLC 放三本,QLC 最多,能放四本
很明顯,QLC 能夠在成本相同的情況下存儲更多的數據。
數據中心領域,固態硬盤取代機械硬盤最大的阻礙是價格。不過全球首款 QLC 固態硬盤——美光 5210 ION 企業級 SATA 固態硬盤與最大的 10K RPM 機械硬盤相比,不僅性能提升了 125 倍,延時降低 5 倍,且價格已經與 10K 機械硬盤十分接近,從而促進了 QLC 技術在數據中心的崛起。此外,5210 比 10K 機械硬盤節能 3 倍以上,能夠幫助數據中心降低長遠的總體擁有成本。
正所謂底層基礎決定上層建筑,大數據時代,數據不管是量級還是維度都在與日俱增,云服務器需要更強勁的內存和存儲產品做支撐,因此,DDR5 內存和固態硬盤在數據中心的普及刻不容緩。
看完文章,是否感覺自己對數據中心、云服務器、固態硬盤的概念了如指掌了呢?
審核編輯 黃昊宇
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