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紫晶存储郑穆:打造“硬核”存储 构筑数字化基石

12月11日,“2018中国存储与数据峰会(DATA & STORAGE SUMMIT 2018)”在北京国际饭店举行,紫晶存储董事长郑穆发表了《打造“硬核”存储 构筑数字化基石》的主题演讲。以下内容根据速记整理,未经本人审定。

紫晶存储董事长郑穆

郑穆:其实我们有很多的解决方法,数据最后还是得落在介质上,而介质是保证数据最后安全的最后一道防线。市场上有三大技术路线,一个是磁存储技术,以磁盘存储和磁带为代表;另一个是半导体的存储技术,就是固态硬盘等产品;还有光存储技术,是以光盘为介质的,当然大家放心我在这里不是卖盗版的。

光存储技术的核心是利用激光来照射介质,通过激光与介质之间的物理和化学反应,将信息存储下来的技术。它的基本原理就是存储介质受到激光照射以后,其反射率或反射光的方向会发生变化,介质不同的状态会影射出不同的存储数据,存储数据的读出是通过存储单元的性质变化来实现的。

光存储历史以来一直存在,比如说现在我们能够找到最悠久历史的纸张和石可、竹简都是利用光反射,只要是光反射介质的寿命足够长,信息就可以长期的保存。现代的光存储技术也是对光的反射作出一个判断,所以我们介质寿命足够长,数据保存的时间就会足够长。

比如DVD是用染料的技术,三到五年,蓝光的技术可以确保五十年以上,包括业内的研究,玻璃盘可以存到一万年以上的。光存储是业内核心的介质,也是使用最普遍的介质,被称之为BDR。介入材料是一个金属材料,我们用的是热制的效应,从激光吸收的能量作为一个高度集中和强大的热源,触发我们这里面有一个记忆层,材料发生变化,我们叫烧石。在介质上烧了一个坑,有的地方烧到,有的地方没有烧到,通过不同的状态代表了二进制里面的数据1和0,读的时候也是一样的道理,就是通过我们的光在烧时和没烧时部分的反射率是会不同的形成我们对这个数据的读出,所以蓝光过程是不可逆的状态,所以这也是他真正实现了一个一次性写入的介质,所以存在蓝光介质的数据理论上不可以被攻击和篡改,这也是我们在数据长期存储上的一个优势,可以确保数据不受攻击和不受篡改。

这是我们蓝光的技术图,为什么叫蓝光,因为我们利用了405纳米波长的蓝色激光器,加上0.85数值孔径光学头,来实现整个数据记录的坑槽轨间的距道,就是32个纳米,可以在一个很小的面积上形成一个高密度的存储容量。因此我们现在是三层,每一层可以实现25GB的容量。

第二个很重要的特点,就是蓝光光盘的记录接入是采用的无机材料。大家以前用光盘的时候,会对光盘的寿命产生一个疑虑,以前的CVD年代,我们更多得用有机材料,对自然光里面的一些光谱会产生一些化学反应,所以导致它的寿命会比较弱,现在我们的材料用的5G,比如说我们用的核心材料是硅,就是我们自然界里面的沙子,你放一万年也是沙子,不会发生化学变化,所以寿命可以保障的。

最后一个,光盘采用非接触式读写,无接触,没有磨损,可靠性高,寿命长,记录的信息不会因为反复读取而产生信息衰减。

激光头焦距的改变可以改变记录层的相对位置,使得光存储实现多层记录成为可能,因为我们有一个复杂的光路,是通过透镜,透镜的焦距是可以改变的。

蓝光存储代表了高密度存储的主流技术,主要特点是采用蓝色激光的波长和增大了目镜的孔径,但是技术发展下去,技术空间就已经不太大了,因为蓝光再往下,光谱已经是不可见光了,所以我们要提高存储密度和数据的途径。现在技术有很多,比如利用空间的三维光的频谱进行存储,包括多阶存储代替现在的二阶存储,也包括现在用进场的超分辨率起到了光的原厂技术。

紫晶存储开始研究全息存储,全息存储基本原理和全息照相有点像,利用两路光波的干射和衍射来产生两组不同的信号,获得不同的数据。光路上有两组光,一组是参照光,一组是记录光,把存储的数据通过空间调制,调到信号光上,会形成一个有点像二维码,在记录的过程我们通过光的干射可以形成holographic,完成信息的读出写入,读出是通过原来的参考光寻址,可以读出晶体上的全息图,利用布拉格的特性实现单位的复用,可以达到多重存储的密度。

全息存储是现在比较有机会实现一个大的产业化的技术,它有几个特点,第一个,实现了立体式的存储,以前我们都是以平面为主的,这块利用了光的可复性,利用两处光的特性可以实现立体式存储。

第二,用的是并行读写,传输速度快。目前我们可以实现200兆B的存储速度,存储的寿命也是维持原来蓝光存储的寿命,可以超过50年。

目前我们已经实现了单张光盘120毫米直径上1.5T的数据记录,并于2019年计划实现单盘5个TB的存储容量,2021年要实现单盘40个TB的存储容量,读写速度一个GB,光存储对未来的整个冷数据的发展和各方面我们会随着容量和性能的提高。我相信光存储在未来的存储市场里会获得一席之地,会贡献更大的力量。

我们来看整个方面,这块也是跟同行一直在学习,所以我们整个的思路是存储介质的融合,当然我们的融合里包含了我们自身的光存储。

紫晶存储是把存储池和所谓的固态硬盘和机械硬盘和光存储打造成一个存储池,总的池子下来成本可以节约50%,原来的组成空间可以节约60%,电耗节约70%。这个是充分利用光存储在存储过程不需要用电的特性,里面热数据90%还是在闪存或者磁盘上。所以紫晶解决方案是每个产品都可以单独销售,解决用户不同的应用场景和需求。

下面看一看我们的产品系列,这里面有四大块的系列,ZX解决热数据部分,BD数据是比较小的产品小型机,主要是解决我们在存储特别一些积累的数据需要离线存储使用的场景,离线以后管理的介质查询,会支持FID、二维码等等;MHL系列是光存储企业级的产品,里面可以放五百片光盘,最大容量是一百个TB,支持在线管理;ZL系列是我们全球独创的转笼式的产品,现在2.4个PB,所有这些产品在一楼展区都有。

通过部署紫晶的光存储系统有几个优势:首先,我们系统是完全自主可控的,从介质到设备到软件平台都是自主可控的;其次,产品方案比较灵活;最后,我们可以实现自动分层,把冷热数据在系统池放到不同的系统中,我们的成本相当的节约,整个的池光电混合存储系统,大幅度的降低运维和能耗的成本,只有原来系统的三分之一,光存储还有个法律的遵循性,数据存储在光存储里可以达到50年的存储时间,满足法规的要求。同时现在也支持NaaS和对象存储的接口,完全满足大家对横向扩展和各方面的需求。

还有一个是信息安全,光存储是真正的实现了一次写入,多次读取的数据固化技术,所以它的安全性和防篡改性在数据场景存储里是非常有优势的。

下面我分享两个我们在行业的应用案例。一个是医疗行业,按统计,包括医疗和人类大健康,未来整个人类社会大概三分之一的数据来源于医疗数据,所以医疗大健康数据里很多的类型,无论从法律法规,还是从现在诊疗的技术,是需要进行长期存储的。所以通过拓扑图可以看到,我们的解决方案是解决了医疗系统非结构化数据的存储,做到了整个数据、整个生态的管理,从文件的磁盘系统到光存储系统到离线的介质管理,包括离线异地数据读取一整套的数据方案,所以在我们的解决方案里,整个医疗数据是可以流动起来实现的一个数据整个生态系统。

在这个里面,紫晶存储帮助医疗系统解决了几个问题,我们的存储时间可以达到50年以上。第二,超大容量,可以统一管理72个PB,信息安全和物理介质是只读限制,数据防篡改,简单易用,运维成本相当低,所以医疗系统整个推动还是不错的。

另一个行业,就是我们比较传统的一个行业,是档案行业,因为档案行业天生就是数据需要长期存储的,而且对档案行业来讲有一个三介质的要求,就是每个数据必须得有三份拷贝,所以这里面我们也是通过我们的解决方案,这是我们再一个国家的项目上,实现了数字化以后,档案的数据可以在光存储里面永久的存储一份,方便未来的使用。这里面是三份数据,原始数据,结果数据,都可以实现,通过光存储实现完整的三加一的备份。

所以光存储是有很多的应用场景,包括我们今年在很多地方有一些项目,比如政府的灾备中心开始大量的使用光存储,作为政府数据的灾备,还有跟大型数据中心合作也进入互联网公司数据的备份的使用,包括我们和运营商也有一系列的合作。

紫晶这块业务现在也得到了国家的支持,是国家工信部对紫晶技术的认可和支持。

今天大概的介绍一下光存储,因为光存储是我们存储行业里比较新的,因为光盘已经很多年了,但是真正在大数据行业里应用还是处于比较新的领域。

今天和大家汇报了一下,也希望会后有机会和大家深入的沟通光存储在我们整个存储行业里面的应用和解决方案,我们也会不断的完善自己的产品和我们的解决方案。

谢谢大家。

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