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物聯網及邊緣應用的存儲迷思：NVMe SSD 儲存架構可能是解決方法！

物聯網 IoT 其作用就是希望為傳統的物件加入智能化，並最終令其擁有感知及可連接互聯網！然而所有傳統的物件如果需要接駁互聯網及提供智能化，當中的操作過程或多或少都會產生數據，都需要儲存裝置才可！不過物聯網的電路板/底板或 PCB 等等﹐其體積一般較細小，因此傳統的儲存方式如硬碟或快閃儲存等，都不太合適。

因此針對物聯網，我們需要新的儲存方式，以應對快速數據 (Fast Data) 在邊緣 (edge) 應用上不斷成長的需求。針對有關方面，Western Digital 近日便宣佈推出 PC SN720 及 Western Digital PC SN520 兩款採用全新 NVMe 儲存架構的 NVMe SSD，可擴展至各式新興應用，包括物聯網、邊緣運算以至是流動運算系統。

新推出的 Western Digital NVMe 消費型架構與產品組合有助製造物聯網裝置或其他輕薄二合一運算裝置、嵌入式電腦與監控系統的廠商，在智慧城市、智慧家庭與個人資料應用的環境下，提供邊緣即時擷取與轉換大量數據的功能。根據 Cisco GCI 估計，到了 2021 年，人類、機器與物件將產生接近 850 ZB 的資料量，而 5G、擴增實境(AR)與臉部辨識等將對儲存裝置有高需求！

新款 SSD 的效能與電源效率

Western Digital PC SN720 和 Western Digital PC SN520 是第一批採用新平台的 NVMe SSD，提供不同 NVMe 效能、外型尺寸與電源效率的選項組合。

Western Digital PC SN720 容量將分為 256GB、512GB、1TB 和 2TB，採單面(single-sided) M.2 2280 外型規格；連續讀取╱寫入的最高速度分別為 3,400MB/s 以及 2,800MB/s；並提供五年有限保養期。

Western Digital PC SN520 容量將分為 128GB、256GB 以及 512GB。為提供最大的設計彈性和更低的耗電量，Western Digital PC SN520 採用了單面 M.2 2280、M.2 2242 或 M.2 2230 外型規格。

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上次我們提到常見的數據遺失原因。為了令大家對於數據保護有更清晰的概念，今次我們便邀請到來自韓新數據恢復（香港）有限公司的專家 Benjamin 為大家解開數據修復工作的秘密。

問：記者
答：Benjamin（韓新數據恢復（香港）有限公司專家）

問：現時很多公司使用虛擬化，假如不小心刪除了虛擬化內的一個虛擬化檔案 (例如: VMware 的 .vmdk)，有什麼方法從虛擬化 Filesystem 還原或修復呢？

答：其實在數據修復的範疇之中，由於我們是針對儲存裝置進行修正工作，而並非針對軟件或系統之中的程式進行修復，因此並沒有甚麼針對性的方案是特別針對虛擬化環境進行復修；對於進行數據修復工作的專家來說，只會將虛擬化檔案視為一個體積較大的檔案，而進行修復工作亦只是簡單的將檔案進行還原；不過檔案能否成功修復往往取決於儲存檔案的區域是否有被覆寫過，假如曾覆寫過的話便較難完成修復工作；但根據我們的經驗所見，由於虛擬檔案本身的體積較大，加上只要稍為有 1％ 的區域未能成功修復的話，亦將令虛擬系統無法運作，即使能拯救了 99％，但仍有很大機會導致被拯救出來的虛擬化系統出現損壞情況。

問：Flash Storage 會是下一代的儲存裝置，現時有沒有還原或修復方法來應對 Flash Storage？

答：一般來說，由於 Flash Storage 本身是運行 RAID 結構，加上多粒晶片組協助儲存資料，因此一旦部份晶片出現問題時，所儲存的資料便很容易遺失，事關當其中一粒晶片無法讀取時，修復過程亦是無法完成的；所以假如企業正使用 SSD 又或者是 Flash Storage 的話，便需多加進行備份工作，以應付突如其來的情況。

問：有很多人都嘗試過將 USB 插進電腦，然而當接入電腦後卻無法辨識，這是否硬件壞了？是否可修復它？

答：USB 與 SSD 一樣，能否完成修復工作亦取決於當中的晶片組損壞程度；至於將 USB 接入電腦後出現無法辨識的情況其實大家都可能嘗試過，這問題最主要原因是其 Controller 出現問題所致，這情況大家便可透過更換 Controller 從而進行修復並取出數據。

問：大家都知道要還原或修復均需要一些專業機器來協助才可，作為一名普通員工，如何在家中／辦公室之中還原刪除了的檔案？

答：假如只是誤刪某些檔案時，只需於網絡上搜尋免費的修復軟件即可勉強將一小部份的檔案救回。但當大家嘗試利用這些軟件進行修復，請注意：1. 盡可能不要再移動硬碟上的所有檔案。2. 將修復軟件安裝在另一隻硬碟之中。

此舉不失為一個 DIY 的修復方法，然而在進行檔案修復時，由於被誤刪的檔案仍存在於硬碟之中，而透過軟件進行修復往往亦需同時於運行的 OS 內進行，然而 OS 在運行期間其實亦會不停於硬碟之中進行讀寫動作，而此舉將有可能覆寫了需要修復的檔案所存放的位置，因此對於是否能百分百修復誤刪的檔案仍然有很大的變數。

傳統專業的數據修復公司均會先透過特製的設備將整隻硬碟複製，然後才於另一台系統之中進行測試；同時測試的環境本身亦並非進入 OS 中進行，很多時都會於指令模式下或通過 Live CD 完成修復工作，從而減少系統的恆常讀寫而改變了硬碟當中所儲存的資料。

問：現時有多種不同的硬碟裝置，那一種容易修復？那一種較困難？

答：最容易進行修復的便是軟件問題，例如 Bad Sector 問題、檔案被覆寫、在不知情的情況下重裝 Windows 等，這類型的情況便最容易完成修復；較困難的必定是硬碟問題，例如常見的磁頭問題等；至於不同媒介的修復難度，最容易的便是傳統的 HDD，接著便是 USB、SD Card 等媒介，最困難的便是 SSD 以及 Flash Storage。

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數據愈來愈多，企業要有效儲存這些大數據，大型的儲存池相信是大家心中理想的方案；通過配合不同的智能技術，便可令系統自動地根據特定條件，例如是檔案的使用頻率來將數據自動分配到不同的儲存媒介，例如常用的便放到快閃／SSD 之中，而較少使用到的則只放到傳統的 SATA 等等。

不過要實現這種效果，企業不得不花上一定的資金，然而對於企業來說，尤其是「偏向喜歡計算 ROI」的企業，部署大數據相關方案，例如是大型的儲存系統相信得花上一定時間觀望及考慮，然而這卻會令企業慢了一大步，有可能因此失去了領先的優勢；其實先不說這些大型的儲存系統，現時坊間亦有開源方案能做到類似效果；而如果企業對開源方案有所顧慮的話，更可考慮使用以下介紹的方案。

要介紹的便是 Symantec Storage Foundation 6.1，此方案主要可令企業以較低成本達致上述目的。相比傳統的儲存方案，此方案的限制相對較細，其中官方便明確指出方案並不會限制儲存硬件或操作系統，因而令用戶可以自由選擇儲存基礎設備供應商，增加部署時的靈活性。

另一方面，隨著關鍵任務數據和應用程式不斷增長，數據中心將更廣泛地採用 SSD 技術以提升性能。可是 SSD 技術缺乏智能化的中央管理平台，需要靠用戶自行管理儲存數據。而今次介紹的方案便能在不影響業務持續性和服務供應的情況下，將用戶的 SSD 與現有的直接附加儲存(Direct Attached Storage,DAS)和傳統儲存區域網絡相結合，正好解決了上述問題。

Storage Foundation 6.1 的特點包括:

– 通過 SymantecSmartIO 技術，實現業界首個直觀緩存層:SmartIO 偵測關鍵應用程式負載，並且只在本地 SSD 上緩存熱數據，使儲存性能比傳統的二級儲存提升高達 400%。（官方數字） – 靈活儲存共用(Flexible Storage Sharing,FSS)技術:這技術使企業在使用商品化的儲存硬件過程中降低 80% 的儲存成本，令伺服器存取遠端數據就如存取放置在本機的數據一樣簡單，同時確保所有數據已複製、受保護及可供使用。（官方數字）

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管理與日俱增的關鍵數據是每家企業必須面對的問題，近幾年以來不同品牌均針對海量數據推出相對應的方案，例如是網絡設備、儲存裝置、分析工具等等；繼 EMC、IBM、HDS 後，近日 Fujitsu 亦推出針對大數據的儲存系統，名為 ETERNUS DX 儲存系統。

其實儲存系統除了儲存媒介的速度最為關鍵之外，儲存系統之中的控制器以及自動化管理系統亦十分重要，事關當你希望能做到更精準的重複數據刪除工作、自動檔案儲存位置的判斷工作時，這些系統便發揮了相當重要的作用。

而今次 Fujitsu 新推出的 ETERNUS DX 儲存系統打正旗號以「業務為本」作宣傳，其實當中所做到的便是檔案儲存位置自動判斷功能；亦即是說系統能將最常用的檔案儲存在更快速的媒介（SSD 或 Flash Storage）上，而較少使用的則可儲存在 SAS 之上。

這種自動儲存方法，我們估計便是 Fujitsu 在發佈時提及的「以用家業務重點為先的儲存系統」當中的秘密；當然除了此功能外，ETERNUS DX 儲存系統亦能夠管理關鍵數據量以及讓儲存系統管理人員可以無縫配合用家的需要，包括透過一系列的系統優化、5 倍效能提升及智能數據重點管理，使系統本身能根據業務重點備份。（官方數據）

在這個新系列內，由具擴展性的入門級 ETERNUS DX100 S3 與 DX200 S3，以及中階的 ETERNUS DX500 S3 及 DX600 S3，均以無縫的 NAS 及 SAN 統一連接，為用戶提供數據整合項目支援；至於在配配方面，ETERNUS DX 系列均以 Intel 多核心處理器為基礎，具備優化的多核心處理及執行能力、更大的暫存記憶，以及附加快閃暫存記憶，同時亦可支援 SAS3 硬碟介面與 16 GB 光纖通道的連接能力。

統一儲存，無縫整合區塊及檔案連接

ETERNUS DX 系統可透過無縫的整合區塊及檔案，加上 SAN 和 NAS 效能，由此而設定成為統一儲存系統。與一般簡易網關架構的主要不同之處，就是該統一功能與儲存控制器之間的無縫整合，能為用戶提供一致的用戶體驗；官方指即使於 SAN 及 NAS 操作上，都可以共享高可用性（high availability）及故障轉移（failover）功能。

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隨著儲存海量數據而衍生出來的種種問題，加上傳統硬碟未能提供一定的速度以應付大數據分析工作，因此近兩年開始，快閃儲存陣列便不知不覺地加入到企業的採購名單之中；現時最為人熟悉的 EMC、IBM、HDS 均各自推出各具特色的快閃儲存陣列，而今次 EMC 亦再下一成，推出具備橫向擴展能力的快閃儲存陣列。

EMC 推出的 XtremIO 方案能於閒置、繁忙、空置或全滿狀態的情況下對任何應用程式工作負載提供一致性、可預計性及效能；同時為了提升整體效能，XtremIO 亦配備全新的快閃記憶體儲存技術，包括具有線性擴充能力的橫向擴充多元控制器架構、長期運作及同步的重複數據刪除技術，以及比傳統 RAID 磁碟陣列效率高 6 倍及快 4 倍的數據保護。（官方數據）

另一方面，EMC XtremIO 本身擁有四項互相協調的技術，透過這種微妙的關連性，令方案可在保持效率和耐用性的同時，將效能最大化：

– Content-Based Data Placement
– Dual-Stage Metadata Engine
– XtremIO Data Protection（XDP）
– Shared In-Memory Metadata

XtremIO 技術重點

現時企業用戶已開始使用全快閃記億體儲存陣列以支援虛擬桌面基建（VDI）、虛擬伺服器，以及大規模的綜合數據庫及測試／研發環境這些橫跨多個數據集、變化頻繁、對可預測性及一致的低遲緩有較高要求的工作負載。而 XtremIO 本身亦擁有多種特別的技術，以便應付高要求的工作負載：

Content-Based Data Placement：能於所有 SSD 和陣列控制器內的每一個微小部份，維持陣列固有平衡及優化，並於數據傳送途中刪除重複數據。

Dual-Stage Metadata Engine：能讓陣列利用快閃記憶體儲存的隨機存取特性，無須後台清理程序（又稱垃圾回收），就將數據置入陣列任何一個部份。

XtremIO Data Protection (XDP)：專為快閃記憶體儲存而設的算法，從而防止 SSD 事故，同時提供比傳統 RAID 多 6 倍的可用容量（官方數據，未經證實）。XDP 讓終端用戶可以 100% 利用 XtremIO 的容量，同時保持一定效能。

Shared In-Memory Metadata：令陣列提供廣泛的效能，並快速複製陣列內已儲存的資訊，如以大規模加速部署虛擬機器等常見任務。

XtremIO 是一款建基於稱為 X-Brick 元件的橫向擴充陣列。每個 X-Brick 可提供 10TB 容量，另外官方指 20TB 容量版本預計明年初上市。XtremIO 陣列提供 100 萬完全隨機 IOPS，在單個 XtremIO 擁有 250TB 的有效容量，及為 XtremIO 集群提供同步重複數據刪除能力。

單個 XtremIO 能從兩個控制器擴充至 8 個，最多可配備 128 個核心，在所有數據服務均啟動的情況下，處理任何 OLTP 數據庫、虛擬伺服器及 VDI 工作負載。

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