你所不知道的光存储 它在拯救大数据时代的能源危机！

云计算、人工智能、物联网、大数据、 区块链 、边缘计算……近年来， 科技 圈雨后春笋般的涌现出很多新概念，而所有这些概念，都离不开一个基本元素----数据。  

马云 说过，未来，数据是生产资料，计算是生产力。数字设备的爆炸式增长，数字科技和实体 经济 的不断融合，使得数据总量正在发生指数级的增长。IDC 预测，全球数据圈（以数据圈代表每年被创建、采集或是复制的数据集合）将从 2018 年的 32ZB，增至 2025 年的175ZB，增幅超过 5 倍。 其中，中国数据圈到2025年将增至48.6ZB，将占全球27.8％，成为最大数据圈。 

 

迅速膨胀的数据，势必需要越来越多的存储设备来承载，用目前磁、电等为主的存储解决方案，会消耗大量的电量。有预测表明，到2025年,全球数据存储消耗的电量大概相当于全球全年石油的发电总量。如果存储方案不进行改进，能耗将成为数据爆炸时代的“头号敌人”。 

数据也有“热冷”之分 

我们在使用电脑、 手机 中，一定会有这样的感受：有些数据属于频繁访问型，比如办公文档、刚拍的视频、照片，有些数据属于存档、备份型，可能几个月、甚至几年才访问一次，但却不能随意删除，静静的躺在那里，占据着你宝贵的硬盘空间。 

对于数据中心更是如此，数据呈指数级增长的同时，也呈现出分层特征。按照数据被访问频率从高到低进行分类，可以将数据分为热数据、温数据、冷数据：经常被访问的数据称为热数据，而较少被访问的数据称为冷数据，处于中间状态的称为温数据。

随着数据量的飞速增长，数据由“热”变“冷”的现象也日益凸显，按照“二八定律”，经过一段时间的使用，80%的数据都会变为冷数据。如下图所示： 

 

在冷温热各层次数据的存储需求中，存在不同特征，根据 IBM 2018 年度发布的《企业级存储 2025》研究显示，热数据的读取频率大，对读取速度的要求快，但读取文件的大小相对较小，相反冷数据的读取频率较低，对读取速度的容忍度高，但读取文件的大小相对较大。不同层次数据在读取频率、读取速度要求以及单次读取文件大小方面存在不同特征，使得数据存储需求相应不同。 

将数据分为热、温、冷的方法，给更科学的存储方案，提供了很好的思路。

存储三大介质 磁、电速度快 光存储寿命长 

和数据有热冷之分一样，存储也有不同类型的物理介质。目前，底层物理存储介质有光、磁、电三种，对应的用于企业级存储市场主要产品类型有蓝光存储、磁带、机械硬盘、固态硬盘。其中蓝光存储属于光介质，磁带、机械硬盘属于磁介质，固态硬盘属于电介质。 

三种存储技术的读取原理不同，性能存在优劣势。磁、电存储的优势在于读取速度快，但在超高密度状态下，存在着一定的记录密度极限，超过极限会导致出现信息丢失的现象。另外，磁、电存储的能耗非常大，并且硬盘和磁带的可靠寿命只有5-10年，为防止设备老化损坏造成数据丢失，每3-5年就需要进行一次数据转存。

 

光存储在读取速度及使用便利性方面存在劣势，但在数据保存寿命、安全性、能耗等方面具有明显优势，因此可以与其他两种存储技术形成互补。现实情况来看，目前还不存在同时具备大容量、低延迟、低成本、长寿命、高安全可靠性等性能的存储技术。

可见，磁、电、光这三大类存储介质的各自优劣势，恰好可以对应给热冷数据的不同存储方式。因此，围绕数据生命周期管理的冷热分层存储应运而生，它可以根据数据的使用频率、文件大小、文件类型等特征将数据进行冷热分层后，再采用相应适配的物理存储介质进行存储，并通过不同存储介质之间优势互补，达到延长保存期限、降低存储成本、提高节能效果、增进安全可靠性的海量数据存储要求。 

光存储  为温冷数据存储提供最佳方案

随着数据中心走向成熟，备份、归档型的数据比例越来越高，最适合温、冷数据的光存储技术，近年来受到越来越多的关注。

按照技术迭代，光存储介质可以分为 CD、DVD、BD 以及下一代全息光存储，按照读写性能可以分为只读型和可记录型，其中可记录型又分为一次记录和可重复擦写。目前国内该行业的代表企业紫光存储，所专注的光存储介质技术为一次性记录蓝光存储（Blu-ray Disc Recordable，简称BD-R），同时正在开展下一代全息光存储技术产业化应用研究。

相对于CD、DVD等其他介质，蓝光存储介质的刻录采用的激光波长更短，因此记录密度更高，容量更大，数据传输速率也大幅提升。

举例来说，盘体直径120mm的CD单层容量仅0.64GB,DVD单层容量为4.7GB，而同样直径的蓝光存储介质（BD）单层容量可达到25GB；CD的数据传输速率为1200Kibit/s，DVD为11.08mbps，而蓝光存储介质可达到36mbps。同时，由于蓝光介质采用无机的金属或金属氧化物作为记录材料，性质较稳定，因而具有更长的使用寿命。

因此，具备安全可靠、绿色节能、存储寿命长、单位存储成本低等四方面优势的光存储解决方案，尤其适合在海量数据时代，对于温冷数据的长期存储。 

光磁电混合存储将是未来趋势

对于企业级存储应用而言，仅有介质是不够的，还需要软硬一体化的设备和解决方案。目前，紫晶存储从蓝光存储介质起步，沿着“介质-设备-解决方案”的技术及产业化路径，已经推出用于搭建光磁电混合存储架构的光存储设备，以及基于光存储技术的数据智能分层存储及信息技术解决方案，实现更加快速、大容量的数据冷热存储，适配更多用户的需求。

从2015 年开始，紫晶存储根据客户需求特点丰富产品服务内容，提供一系列产品服务组成的解决方案，形成全产业链产品技术。据悉，紫晶存储推出的光存储设备及解决方案，已覆盖到于政务、 互联网 、医疗、军工、 金融 、档案、教育、能源等终端领域，充分证明了光磁电混合存储在企业级存储市场的广阔应用前景。 

有统计显示，全球数据中心所需要的电量，已经占全球发电总量的1.1%-1.5%。到2025年，全球数据存储耗电量可能相当于全球全年的石油发电量。面对数倍的数据膨胀，其能耗问题不容忽视。而如果通过推广光磁电混合存储架构的方案，通过智能分层存储等技术，让80%的冷数据用更安全、绿色的光存储来承载，势必大幅度节省能源，为地球绿色环保做贡献的同时，也让数据存储更为安全、可靠和恒久。