Schaut man sich aktuell die Entwicklung der Datenspeicher an, wird schnell klar, dass herkömmliche Festplatten und Magnetspeicher auf Dauer keine Zukunft haben. Das liegt vor allen an der begrenzten Kapazität und der hohen Empfindlichkeit der Datenspeicher. Datenträger mit beweglichen Teilen werden ebenfalls auf Dauer das gleiche Schicksal erleiden, da auch diese zu teuer, zu begrenzt und zu empfindlich sind. Die Zukunft gehört den optischen Medien.
In Stein gemeißelte Daten halten etwa 10.000 Jahre, Informationen auf Pergament lassen sich etwa 1.000 Jahre speichern, Filmrollen archivieren Daten bis zu 100 Jahre, dagegen Vinyl nur 50 Jahre. Es ist also schnell ersichtlich, dass moderne Speichermedien zwar mehr Daten erfassen können, dafür aber nicht so lange halten. Einige Forscher arbeiten derzeit auch an speziellen Papierarten ohne Säure und Tinte auf Basis von Acryl. Dadurch lassen sich zwar keine riesigen Datenmengen speichern, aber zumindest dauerhaft.
Viele Datenspeicher wie Zip, REV oder HD DVD sind bereits seit langem verschwunden. Neue und moderne Datenspeicher wollen hohe Kapazitäten mit langer Lebensdauer kombinieren. Allerdings gibt es das ultimative Medium, um Daten in großer Kapazität dauerhaft zu sichern, noch nicht.
Auch CD und DVD sind eher ungeeignet, um Daten zuverlässig dauerhaft zu speichern. Auch wenn CDs/DVDs keine oberflächlichen Kratzer erhalten, können sie Daten über die Zeit verlieren, da die Speicherschicht nicht zuverlässig funktioniert. Das Metall in den Datenträgern wird bei Hitze und Feuchtigkeit beschädigt. Selbst die Beschriftung auf den CDs/DVDs kann die Speicherschicht durch Diffusion von Lösungsmitteln beschädigen. So lässt es sich nicht garantieren, wie lange eine CD/DVD Daten zuverlässig speichern kann.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass derzeit alle paar Jahre der Standard-Datenträger geändert wird. Daten müssen von veralteten Datenträgern (Magnetband, Disketten, Schallplatten) auf neue Datenträger übertragen werden.
Hyper Converged Storage - Das können Unternehmen jetzt schon verbessern
Auch wenn Forscher bereits stark an neuen Speichermedien arbeiten, ist ein Quantensprung derzeit nicht zu erwarten. Unternehmen behelfen sich seit einiger Zeit mit Hyper ConvergedStorage. Einfach ausgedrückt werden dazu verschiedene Speichermedien, -Strukturen und Speicherorte mit einer zentralen Software zusammengefasst und zentral verwaltet. Der Speicher wird also virtualisiert und die Daten auf verschiedenen Medien im Hyper Converged Storage-Systemen abgelegt.
Vor allem im Bereich Virtualisierung und Cloud arbeiten immer mehr Unternehmen mit dieser Art von Speicher. Beispiele dafür sind die Storage Spaces Direct von Windows Server 2016 und Virtual SAN von VMware. Bei dieser Technik werden verschiedene Datenspeicher der Server zu einem gemeinen Speicher zusammengefasst, aufgeteilt und den einzelnen Serverdiensten zur Verfügung gestellt. Bei dieser Art der Speicherung werden SSD, HDD, andere Flashspeicher und sogar der freie Arbeitsspeicher von Servern mit einbezogen.
Oft verwendete Daten werden im Arbeitsspeicher zugreifbar gemacht, weniger häufige auf SSD, noch weniger genutzte Daten auf HDD ausgelagert. Unabhängig vom Datenträger werden die Daten immer zuverlässig gespeichert, sind aber je nach Bedarf extrem schnell im Zugriff. Die Verwaltung der Datenströme übernimmt dabei die zentrale Speicherlösung in Form eines Hyper Converged Storage. Gerade Unternehmen, die große Datenmengen zur Verfügung stellen wollen, kommen in Zukunft kaum um solche vorkonfektionierten Hyper Converged Systeme herum.
Viele der Lösungen sind bereits vorkonfiguriert. Administratoren in Unternehmen müssen lediglich noch die Datenträger und Speicher anbinden, die im System zur Verfügung stehen sollen. Der Gesamtspeicher entspricht also der Gesamtmenge aller angebundenen Speicher. Diese Systeme werden auf Geschwindigkeit optimiert, die Daten dabei oft komprimiert und dedupliziert und für die Virtualisierung vorbereitet. Der vorhandene Speicher wird dadurch besser genutzt und die zu speichernden Daten werden weitgehend reduziert.
PernixData FVP und Atlantis USX - Software Definded Storage
Ein solches Beispiel ist Atlantis mit seiner Lösung Atlantis-USX. Bei Atlantis-USX handelt es sich um eine Software-Defined-Storage-Lösung (SDN). Sie können mit Atlantis-USX den kompletten Datenspeicher zusammenfassen, den sie im Netzwerk verwenden. Dabei spielt es keine Rolle, um welches Storage-System es sich handelt oder von welchem Hersteller es kommt. Sie können im virtuellen Atlantis-USX-Speicher, SAN, NAS, lokalen Festplattenspeicher sowie SSD zusammenfassen und zentral verwalten lassen.
Mit Atlantis-USX können Sie also Hyper Converged-Infrastrukturen aufbauen, da der Speicher hoch skalierbar, hyper-konvergent und flexibel ist. Im Gegensatz zu VMware vSAN kann Atlantis-USX auch den Arbeitsspeicher von Hosts als Datenspeicher für VMs zur Verfügung stellen. Zusätzlich haben Sie die Möglichkeit die Datenspeicher zu kombinieren. So können Sie zum Beispiel häufig verwendete Daten in den Arbeitsspeicher auslagern, weniger häufig verwendete Daten auf SSD und noch seltener verwendete Daten auf herkömmliche Festplatten. Diese drei Systeme lassen sich in einem gemeinsamen Datenspeicher festlegen und an VMware vSphere anbinden.
Neben der zentralen Verwaltung Ihres Speichers, bietet die Atlantis-Lösung auch eine Storage-Konsolidierung. Bei diesem Vorgang finden im Grunde genommen vor allem eine Datendeduplizierung und eine Komprimierung statt. Sie können dadurch also ihren Datenspeicher nicht nur beschleunigen, sondern einiges an Speicherplatz einsparen. Setzen Sie zum Beispiel funktionsähnliche Server ein, zum Beispiel zahlreiche Server mit Windows Server 2012 R2, erkennt Atlantis-USX die identischen Speicherblöcke und verhindert, dass diese Systemdateien doppelt oder dreifach gespeichert werden.
Mit PernixData FVP können Unternehmen, ähnlich zu Atlantis USX, eine Software-Defined-Storage-Infrastruktur für die Datenspeicher in einer VMware-Umgebung aufbauen. Der Vorteil der Lösung besteht darin, dass Sie in die Datenspeicher auch SSD-Platten sowie Flash Speicher integrieren können. Zusätzlich haben Sie auch die Möglichkeit den Arbeitsspeicher von Hosts in den Datenspeicher für VMs einzubinden. Dadurch erhalten Sie eine besonders hochperformante Konfiguration der Datenspeicher.
Dadurch können sich Datenspeicher deutlich beschleunigen, da häufig verwendete Daten in den schnellen Storage-Bereichen abgelegt werden, während nicht so oft verwendete Daten auf den langsameren Festplatten gespeichert werden. Dabei fasst PernixData FVP die SSDs oder den Flash-Speicher der angebundenen Hosts im Cluster zu einem zentralen Speicher zusammen.
Foto: stigmatize - shutterstock.com
Datenspeicher in Microsoft Azure nutzen und mit Tools zugreifen
In Microsoft Azure bietet Microsoft die Möglichkeit Daten zentral zu speichern. Der Speicher in Azure hat vor allem die Aufgabe, zentral für die verschiedenen Cloud-Dienste und virtuellen Server zur Verfügung zu stehen. Der größte Vorteil des Speichers ist vor allem dessen extreme Skalierbarkeit. Sie können Petabytes an Daten in der Cloud speichern. Zusätzlich lässt sich der Speicher auch georedundant nutzen und dadurch hochverfügbar zur Verfügung stellen.
Azure Storage kann aber noch mehr: Mit neuen Hardware-Appliances mit der Bezeichnung "Storsimple", lassen sich lokale Speicher in Unternehmen bereitstellen und mit Azure Storage synchronisieren. Auf diesem Weg können lokale Ressourcen auf den Speicher in Azure zugreifen, aber auch VMs in Microsoft Azure auf den lokalen Speicher auf dem Storsimple-Gerät. Um Azure Storage zu testen, können Sie die Testversion von Microsoft Azure buchen. Hier haben Sie alle Möglichkeiten, die Sie auch bei einer herkömmlich lizenzierten Version haben.
Speicher aus Quarzglas - große Datenmengen sicher speichern
Forscher aus England (Optoelectronics Research Centre (ORC) in Southampton) haben auf einer kleinen Glasmünze mit der Größe eines 2-Euro-Stücks 360 TByte Daten gespeichert. Beschrieben wird "Scheibe aus Glas" mit einem speziellen Laser. Natürlich handelt es sich bei dem Speicher um keine gewöhnliche Glasbeschichtung, sondern einen Nano-Speicher, der sich in verschiedene Schichten ausgerichtet kann. Das Speichersystem nutzt fünf Dimensionen (X-Achse, Y-Achse, Z-Achse, Größe, Ausrichtung), um die Informationen ins Medium zu übertragen. Die Positionierung erfolgt auf Basis der Lichtbrechung. Quarz-Speicher bieten die Möglichkeit, per Mikroskop ausgelesen werden zu können.
Weitere Vorteile des Speichers sind dessen nahezu unendliche Speicherdauer und seine geringe Störempfindlichkeit. Zudem widersteht der Datenträger Temperaturen von über 1000 Grad Celsius. Aktuell arbeiten bereits einige Speicherhersteller, wie etwa Hitachi, an der Bereitstellung von Datenspeicher aus Glas.
Holographische Datenträger
CDs und DVDs haben den Nachteil durch Kratzer und andere Beschädigungen zerstört zu werden. Als dauerhafte Speichermedien sind sie daher nicht geeignet. Es gibt aber bereits seit Jahren Forschungen in Richtung Holographic Versatile Disc (HVD). Diese wurde ursprünglich als Konkurrenz zur Blu-ray Disk entwickelt, hat sich aber (noch) nicht durchgesetzt. Vorteil ist die größere Speichermenge mit etwa 1 TByte. HVDs sollen unempfindlicher gegen Kratzer sein. Derzeit wurde die Entwicklung vorübergehend eingestellt, wird aber Gerüchte zur folge wieder aufgenommen.
Racetrack-Speicher - Die Rennstrecke für Daten
Racetrack Speicher (Rennstrecke) speichert Daten auf Nanodrähten. Dabei werden die Drähte nebeneinander positioniert. Der Vorteil dieser Speichertechnologie ist sehr hohe Speicherdichte, im Vergleich zu den heutige gängigen Speicher. Forscher schätzen, dass mit der Technik weit über das Hundertfache der Datenmenge von aktuellen Flashspeichern auf den Datenträgern gespeichert werden kann.
Bio-Speicher mit Bakterien
Forscher aus Harvard entwickeln derzeit ein Medium, dass auf Basis einer Speicherschicht aus Proteinen, Eiweiß und Bakterien Daten speichern kann. Die Protein Croated Disc (PCD) kann bis zu 50 TByte an Informationen speichern. Auch hier spielt der Lichteinfall eine wichtige Rolle. Das Protein des Bakteriums "Halobacterium salinarum" sondert eine Substanz ab, mit der sich Daten speichern lassen. Das Medium sieht aus wie eine DVD, enthält aber eine spezielle Schicht, welche Daten zuverlässig speichert.
Bundesamt für Zivilschutz lässt den Mikrofilm auferstehen
Das Bundesamt für Zivilschutz arbeitet derzeit an einem Projekt, mit dem sich Bild-basierende Daten dauerhaft auf Mikrofilm (auch in Farbe) speichern lassen. Der Vorteil dabei ist, dass diese Daten nahezu unbegrenzt auf Mikrofilmen gespeichert werden können und diese auch ohne Computer lesbar sind. Natürlich ist dieser Art von Speicher nicht für Unternehmen geeignet, die ständig mit Daten arbeiten müssen. Geeignet sind die Datenträger dagegen für Bibliotheken und Archive, die eine lange Speicherdauer von Archivinformationen benötigen. Derzeit sind 400 Jahre geplant. Danach müssen diese Daten wieder umkopiert werden.