فناوری OptiNAND چیست؟
در صورتی که بخواهیم به صورت تخصصی به بررسی و معرفی کامل فناوری OptiNAND بپردازیم، باید گفت که این فناوری مخفف عبارت Optimized NAND است. برای طراحی و ساخت این فناوری از یک تراشه به نام تراشه NAND به صورت یکپارچه استفاده می شود. در واقع برخلاف هاردهای هیبریدی قدیمی (Hybrid HDD)، هدف اصلی برای استفاده از حافظه فلش NAND فقط کش کردن داده ها نیست. بلکه از این فناوری و عملکرد منحصر به فرد آن برای مدیریت هوشمند Meta data و سایر داده های کمکی استفاده می شود. همچنین در تعریفی دیگر می توان گفت که تکنولوژی OptiNAND یک معماری ذخیره سازی افزوده شده است که در طراحی آن یک تراشه Nand 3D داخل برد کنترلر هارد دیسک تعبیه می شود. در واقع این حافظه NAND به صورت مستقیم توسط کنترلر هارد دیسک HDD مدیریت می شود.
بیشتر بخوانید: خرید انواع هارد سرور
نحوه عملکرد تکنولوژی OptiNAND
همان طور که در مورد تعریف تکنولوژی OptiNAND گفته شد، این فناوری یک معماری تکاملی در هارد دیسک HDD است و با اضافه کردن NAND داخلی، میزان ظرفیت، پایداری و عملکرد آن بهبود می یابد. به همین دلیل با استفاده از این ویژگی از این فناوری می توان برای مقیاس های بزرگ مانند فضای Cloud، آرشیوهای حجیم و data center و … استفاده کرد. یکی از مهم ترین ویژگی های قابل ملاحظه در مورد این تکنولوژی عملکرد خاص آن است که مانند یک سیستم سه لایه عمل می کند و به شرح زیر است:
ذخیره متا دیتا روی NAND
در گذشته و در HDD های سنتی، اطلاعات نگاشت سکتورها ، روی پلاترها ذخیره می شد. در صورتی که در فناوری OptiNAND این داده ها به حافظه فلش NANDمنتقل می شود. همین عملکرد باعث می شود که فضای سطح پلاتر برای داده های واقعی کاربران آزاد شده و همچنین تراکم ذخیره سازی نیز افزایش یابد.
نوشتن داده ها در حافظه کش امن
زمانی که میزبان (Host) داده ای را ارسال می کند، این داده ها ابتدا وارد حافظه کش (cashe) می شود. سپس کنترلر قبل از تایید به میزان داده ها، داده ها را به صورت snap shot در حافظه NAND ذخیره می گردد. بنابراین حتی در صورتی که برق قطع شود، ابر خازن تعبیه شده در فناوری Optimized NAND ، زمان کافی برای انتقال داده های DRAM به NAND را به بهترین نحو فراهم می کند. به همین دلیل در چنین شرایطی داده ها از دست نمی رود.
بهینه سازی عملکرد در ضبط مغناطیسی پیشرفته
در فناوری OptiNAND متادیتا و وضعیت Track/ zone روی حافظه NAND نگه داشته می شود. بنابراین در چنین شرایطی این وضعیت باعث کاهش نیاز به Adjacent Track Refresh و همچنین افزایش سرعت نوشتن داده ها در حافظه کش می شود.
پایش و مدیریت سلامت داده ها
در این مرحله همه لاگ ها و همچنین اطلاعات سلامت هارد دیسک، از جمله دما، لرزش، خطاها و Wear-leveling و سایر اطلاعات مربوط به حافظه HDD روی حافظه NAND ذخیره خواهد شد. در واقع این اطلاعات از طریق Smart attribute یا سایر دستورات اختصاصی در دسترس مدیر سیستم از طریق تعیین سطح دسترسی قرار می گیرد.
بیشتر بخوانید: فناوری WDDA | تکنولوژی اختصاصی هاردهای وسترن دیجیتال
مزایای استفاده از OptiNAND Western Digital
بر اساس ویژگی ها و همچنین نحوه عملکرد منحصر به فردی که فناوری OptiNAND دارد، استفاده از این فناوری برای محصولات شرکن وسترن دیجیتال مزایای مهم و قابل توجهی دارد. به طور کلی می توان گفت که مزایای استفاده OptiNAND Western Digital شامل موارد مهم زیر است:
افزایش ظرفیت موثر هارد
از طریق انتقال متا دیتا (meta data) های مدیریتی هارد HDD از پلاتر به حافظه فلش NAND، فضای پلاتر نیز تا حد قابل توجهی برای ذخیره سازی و انتقال داده های کاربری آزاد خواهد شد. در نتیجه ظرفیت موثر هارد نیز برای ذخیره سازی متادیتاها افزایش می یابد. در واقع با تکیه بر این فناوری، محصولاتی که از فناوری OptiNAND Western Digital استفاده می کنند کمک می کند که تراک ها با فاصله کم تری روی سطح پلاتر قرار گیرد.
بهبود عملکرد هارد
دستگاه ها و محصولات مجهز شده به فناوری OptiNAND دیگر با مشکلاتی مانند کاهش تاخیر در خواندن و نوشتن داده ها روی هارد دیسک HDD مواجه نیستند. چون با استفاده از فناوری i NAND فرایند خواندن/ نوشتن با دسترسی و سرعت سریع تر انجام می شود. بنابراین عملکرد هارد در خواندن و بازیابی اطلاعات نیز افزایش می یابد. حتی در صورت لزوم و در شرایط مختلف نیز امکان نوشتن داده های تصادفی زمانی که کش نوشتن غیر فعال است، نیز فراهم می شود.
بهبود و افزایش امنیت داده ها و محافظت از آن ها
یکی دیگر از مزایای قابل توجه و مهم در مورد استفاده از OptiNAND Western Digital ، وجود قابلیت Amore cache است که امکان خواندن/ نوشتن و همچنین نگه داری بخش بزرگی از داده های حافظه کش را روی حافظه فلش i NAND فراهم می کند. بنابراین حتی در صورت قطع شدن ناگهانی برق هم داده ها آسیب نمی بینند و از بین نمی روند. در واقع حتی می توان گفت که در صورت قطعی برق هم بیش از 100 مگابایت داده کش نوشتن در مدل OptiNAND محافظت می شود.
بهبود قابلیت و اطمینان داده ها
یکی از قابلیت های ویژه ای که فناوری optimized NAND فراهم می کند این است که تعداد فرایندهای انجام عملیات های تکراری کاهش می یابد و این موضوع باعث کاهش نویز مغناطیسی در ترک های مجاور بین ترک ها و در نتیجه کاهش فشار به دیسک می شود. این ویژگی باعث افزایش طول عمر هارد دیسک و همچنین بهبود قابلیت آن می شود.
کاهش هزینه های جانبی
با توجه به این که با استفاده از فناوری OptiNAND فضای بهینه و بیشتری برای ذخیره سازی داده ها روی درایوها فراهم می شود، در نتیجه به تعداد درایوهای کم تری برای ذخیره سازی داده ها نیاز است. در نتیجه هزینه های جانبی مربوط به خنک سازی، نگه داری و فراهم سازی فضای فیزیکی نیز کاهش می یابد. علاوه بر این، از طریق مدیریت موثر دیتا از طریق این فناوری، عملیات های پشتیبان به بهترین نحو فراهم شده و در نتیجه هزینه های ناشی از تعمیر احتمالی هارد کاهش می یابد.
بیشتر بخوانید: فناوری AllFrame | تکنولوژی اختصاصی هاردهای وسترن دیجیتال
معایب قابلیت OptiNAND
با وجود این که استفاده از فناوری OptiNAND جز تکنولوژی های نوین و پیشرفته شرکت وسترن دیجیتال محسوب می شود، اما استفاده از این فناوری معایب و چالش هایی هم دارد. مهم ترین معایب و محدودیت های قابلیت OptiNAND شامل موارد مهم زیر است:
پیچیدگی معماری و فریم ورک
یکی از معایب استفاده از فناوری Optimized NAND این است که به دلیل ترکیب شدن HDD با حافظه NAND پیچیدگی زیاد و خاص خود را دارد. در نتیجه این پیچیدگی باعث افزایش بروز ریسک خطاهای نرم افزاری و سخت افزاری می شود.
هزینه بالاتر نسبت به هارد دیسک های HDD معمولی
استفاده و خرید چیپ های NAND و همچنین کنترلرهای پیشرفته باعث افزایش قیمت آن می شود. بنابراین استفاده از این نوع هارد دیسک برای کاربران و شرکت های معمولی با بودجه محدود که صرفا از هارد برای ذخیره سازی های عادی می خواهند استفاده کنند، استفاده از این فناوری مقرون به صرفه و مناسب نیست.
وابستگی بیشتر به فریمور و مدیریت هوشمند
با توجه به این که بخشی از متادیتا روی حافظه NAND ذخیره می شود، در صورتی که به هر دلیل فریمور دچار خرابی یا بروز اختلال شود، بازیابی اطلاعات سخت تر خواهد بود . در نتیجه ریکاوری کردن تخصصی اطلاعات نیز مشکل و پیچیده خواهد بود.
وابستگی به کیفیت NAND داخلی
یکی دیگر از محدودیت های استفاده از فناوری OptiNAND این است که اگر حافظه NAND داخلی دچار اختلال یا خرابی شود، حتی در صورتی که پلاتر سالم باشد کل عملکرد هارد دچار اختلال خواهد شد.
مصرف انرژی بیشتر
یکی دیگر از چالش های مهم استفاده از فناوری OptiNAND این است که چون از کنترلرها و تراشه NAND استفاده می شود، مصرف انرژی نیز در مقایسه با هاردهای معمولی و سنتی، تا حدی بیشتر خواهد بود. در نتیجه در صورتی که از دیتاسنترهای بزرگ و تخصصی استفاده شود، این موضوع اهمیت بیشتری پیدا می کند.
بیشتر بخوانید: انواع ذخیره ساز تحت شبکه (SAN, NAS, DAS) | خرید و قیمت انواع storage ها
کاربرد OptiNAND در صنعت ذخیره سازها
طبق بررسی های انجام شده در مورد فناوری OptiNAND عملکرد این فناوری بدین صورت است که به صورت یکپارچه با استفاده از کنترلر و فریمور هارد کار می کند. در واقع این فناوری بخشی از حافظه فلش NAND را به عنوان بخشی از معماری داخل دیسک استفاده می کند. بنابر این عملکرد، می توان گفت که کاربردهای مهم فناوری OptiNAND در صنعت ذخیره سازها شامل موارد مهم زیر است:
افزایش ظرفیت ذخیره سازی در EAMR+I NAND
یکی از کاربردهای منحصر به فرد این فناوری این است که امکان ذخیره سازی داده های متادیتا و داده های سرور را در حافظه فلش NAND فراهم می کند. این قابلیت بدون این که نیازی به اشغال کردن حافظه پلاتر باشد، فراهم می شود. بر اساس این فرایند فضای بیشتری برای ذخیره سازی داده های واقعی ایجاد می شود و در نتیجه ظرفیت هارد افزایش می یابد.
بهبود عملکرد نوشتن
حتی در زمان قطع شدن برق به صورت ناگهانی یا بروز شوک الکترونیکی، فناوری OptiNAND داده های کش را روی حافظه NAND ذخیره می کند. در نتیجه ریسک از دست رفتن داده ها کاهش می یابد و همچنین سرعت ریکاوری در شرایط مختلف نیز بهبود یافته و افزایش پیدا می کند.
افزایش دقت در سروو و هدف گذاری
با توجه به این که داده های سروو و کنترل به حافظه کش NAND منتقل می شود، دقت موقعیت گیری هدها تا حد زیادی افزایش می یابد. در نتیجه این فرایند نیز باعث افزایش تراکم نوشتن داده ها روی پلاتر خواهد شد. همچنین امکان تولید HDD های با ظرفیت بالا نیز فراهم می شود.
بهینه سازی عملیات ریکاوری و بازسازی
با استفاده از فناوری OptiNAND می توان اطلاعات مربوط به ساختار دیسک ها و متادیتاها را به صورت کامل در حافظه کش NAND ذخیره سازی و نگه داری کرد. علاوه بر این، در صورتی که هر گونه خرابی یا خطا در سکتور رخ دهد، فرایند بازسازی سریع تر و با اطمینان کامل تری فراهم می شود.
کاربرد در نسل آینده هارد دیسک های HDD
یکی دیگر از کاربردهای منحصر به فرد فناوری OptiNAND در ذخیره سازی های ابری ، بکاپ گیری کلان، آرشیو گرفتن و همچنین امکان استفاده از قابلیت Big data است. بدین صورت که شرکت های بزرگ با داده های کلان و عظیم می توانند به جای استفاده از هارد دیسک های SSD که گران قیمت هستند، از هارد های HDD که ظرفیت بالاتری دارند و از فناوری OptiNAND استفاده می کنند، استفاده کرد.
جمع بندی
در این مطلب به بررسی کامل و تخصصی فناوری OptiNAND، و کاربرد تکنولوژی اختصاصی هاردهای وسترن دیجیتال که از این فناوری استفاده می کنند، پرداخته شد. استفاده از این قابلیت، مزایا و قابلیت های مهم و قابل ملاحظه ای دارد که بررسی و آشنایی با آن خالی از لطف نیست. برای استفاده از این فناوری و سایر قابلیت های منحصر به فرد آن می توانید بهترین انواع هاردها را از شرکت مکسا که شرکتی فعال و حرفه ای در زمینه فروش و عرضه انواع هارد دیسک در ایران است، خریداری کنید. همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با کارشناسان شرکت مکسا تماس حاصل فرمایید.
سوالات متداول
تفاوت اصلی بین فناوری OptiNAND و هارد دیسک های HDD معمولی چیست؟
در HDD های سنتی همه داده های سرور و متا دیتاها روی پلاتر ذخیره خواهد شد، در صورتی که در فناوری OptiNAND اطلاعات به صورت مستقیم روی حافظه NAND ذخیره خواهد شد.
استفاده از فناوری OptiNAND چگونه باعث افزایش ظرفیت هارد می شود؟
با توجه به این که داده های متادیتا روی حافظه NAND ذخیره می شود، فضای بیشتری روی پلاترها آزاد خواهد شد. در نتیجه امکان افزایش تراکم داده ها نیز فراهم می شود.
نقش و وظیفه اصلی حافظه NAND در تکنولوژی OptiNAND چیست؟
حافظه NAND به عنوان یک حافظه جهت ذخیره سازی متادیتا مورد استفاده قرار می گیرد و اطلاعات سروو و کش به عنوان داده های نوشتنی روی آن ذخیره می شوند.
تکنولوژی OptiNAND چگونه حتی در زمان قطعی برق هم از داده ها محافظت می کند؟
این فناوری برای حفظ و نگه داری داده ها حتی زمان قطعی برق از قابلیت Persistent Write Cache استفاده می کند. بدین صورت که داده ها از DRAM به NAND منتقل خواهد شد و در این شرایط حتی با خاموشی برق هم از داده ها محافظت می شود.
مهم ترین کاربردهای فناوری OptiNAND چیست؟
به صورت عمده از این فناوری در دیتاسنترها، فضای ذخیره سازی ابری (Cloud)، آرشیو کردن داده های عظیم، و همچنین ذخیره سازی big DATA و … استفاده می شود.
استفاده از تکنولوژی OptiNAND چه کمکی به صنعت فضای ابری می کند؟
استفاده از این فناوری در نهایت باعث افزایش هزینه هر ترابایت جهت ذخیره سازی و افزایش اطمینان برای دسترسی پذیری داده ها خواهد شد.
آیا استفاده از فناوری OptiNAND باعث افزایش سرعت ذخیره سازی داده ها می شود؟
به طور کلی هدف اصلی از این فناوری افزایش ظرفیت و اعتماد سازی جهت ذخیره سازی داده ها، است. هر چند استفاده از OptiNAND تا حدی باعث افزایش سرعت نوشتن هم خواهد شد.
آیا خراب شدن حافظه کش NAND باعث خرابی و از کار افتادن کامل هارد می شود؟
بله. چون بخش قابل توجهی از داده های مهم و حیاتی روی حافظه NAND ذخیره می شوند، خراب شدن آن باعث اختلال در عملکرد کل هارد خواهد شد.
آیا استفاده از فناوری OptiNAND می تواند جایگزین هارد دیسک SSD شود؟
خیر. این فناوری برای ذخیره سازی های حجیم و عظیم و ارزان در مقیاس بزرگ طراحی شده و مورد استفاده قرار می گیرد. در صورتی که هارد SSD برای افزایش سرعت خواندن/ نوشتن داده ها می شود.
کدام صنایع می توانند از تکنولوژی Optimized NAND استفاده می کنند؟
مهم ترین کاربردهای این فناوری برای سرویس های ابری، دیتاسنترها، شرکت های فیلم و رسانه، سازمان های علمی نظیر ژنتیک، هوش مصنوعی، کلان داده و … است.
