謝長生：各位下午好，我今天講的題目，一般的關注不夠。云數據中心的冷數據存儲。我們是一個研究單位，華中科技大學信息存儲系統教育部重點實驗室，現在我們很關注這個問題，我想介紹一下我們現在的進展。

數據量是爆炸的，facebook做了一個測試，一天之內的訪問品路是非常高的，過了一天就冷下來了，最后越來越冷，訪問的頻率就越來越低，熱數據變成冷數據，冷數據又不能丟，有很多大數據分析，雖然它是冷數據，但是你用的時候還要把它調出來用。還有的數據，需要保存很長時間。凡是和人的壽命有關的，你的健康醫療數據、銀行、社保數據，至少保持和你壽命一樣長，一般保持七八十年甚至一百年。有的科學實驗數據，比如說人的基因苦數據，要進行基因分析的時候，要研究遺傳疾病的時候，要研究好幾代人基因的變化，才能把數據拿出來，所以那個數據可能要保存幾百年。

中央電視臺每天的新聞聯播要永遠保存；開國大典的資料，經常需要用到，也要長期保存?，F在我們對這個問題實際上重視不夠，花了很大的代價，實際上用很貴的產品存冷數據。

facebook做了一個統計，他們自身的數據中心有89%的比例都是冷數據。一般來說，占總量的80%以上都是冷數據?，F在的情況，熱數據一般放在SSD，溫數據放在7200轉的硬盤。很多數據中心把冷數據放在低速硬盤上，浪費了大量的能源，而且代價非常高。還有放在磁帶庫上。

今天主要介紹一下最近兩年興起的用光存儲做冷數據的存儲。

冷數據用什么介質最好？國際上對幾種做對比，硬盤、閃存、磁帶和光盤。存冷數據的大部分數據中心，都是用低速硬盤存冷數據，也有不同的用法。我國很多數據中心就是放在活動的硬盤中，低速硬盤中，一天到晚在那里轉，其實很少讀它，這就是很大的浪費，而且硬盤的平均壽命是5年，過了5年以后損壞率急速上升。磁盤陣列，一塊硬盤壞了，又壞一塊硬盤的概率很高，數據容易丟。硬盤就是5年倒一次，存50年，100年的數據，要用硬盤倒好幾次。

硬盤另外一種用法，像facebook用mei的技術，用的時候就打開，不用的時候就關了。但是，長期放在那不用，5年后是不是能起來都是問題。國家檔案局做了實驗，有的硬盤放了好多年，拿出來以后個別硬盤就卡在那呢，起不來，有的時候電路都燒了。長期把它關電的雖然從節電角度來講是好的，但是它又有很多可能起不來，或者來回起損壞硬盤的情況。

閃存作為長期保存介質其實不是很好的方案，第一它貴，放那么多冷數據成本太高。第二閃存是用電荷保存的，現在高密度的閃存單元，一個單元就十幾個電子，放10年可能就差不多漏掉了，信息就沒了。作為冷數據長期保存很貴，壽命也不長，也不是很好的選擇。

磁帶容量大，價格低，能耗低，應該還是比較好的，但是磁帶壽命也不是很長，平均壽命10年。干燥的地方和潮濕的地方用不一樣，在潮濕的地方可能就發霉了。

光盤目前有很多好處，因為是非接觸的，很可靠，能耗也低，價格也很低，唯一的缺點就是容量不太高，藍光光盤壽命可以是50年以上。

我之所以強調光盤，是因為光盤最近有一個很重大的突破，現在可以買到200G一張藍光光盤。

主流存儲設備就是磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫、固態盤。

這樣的情況下，經過比較，認為我們要發展大容量的光盤庫做冷數據存儲，它有很多好處。

光盤成本非常低，塑料上鍍一層膜非常低，而且壽命超過50年，可以防水。日本人做一個實驗，把光盤放在海水里再撈上來基本上沒有變化，放在磁帶和硬盤的數據都完蛋了，但是放光盤上的數據洗洗還在，它不怕水，還不怕炸彈，硬盤都是磁原理，用非常高的強脈沖一沖擊，就會毀掉，光盤不怕這個，對溫度、濕度也沒有要求，不會發霉、粘連，不像硬盤5年倒一次數據，不像磁帶10年倒一次，光盤50年倒一次就可以了。

facebook研究得出一個結論，光存儲是最適合冷數據的介質。目前唯一的缺點就是容量不夠大。

由于這個原因，國際上現在有一些重量級公司開發大容量的光盤庫，代替磁帶庫和硬盤做冷數據存儲。

松下公司一個6U的可以裝1800片光盤的機構。華錄跟松下是長期合作的，現在跟松下合作做這個東西。這是facebook主導的，一個標準機架42U的可以放10368片，軟件技術都是facebook做的。這樣的結構是找蘇州的一家公司做的，還有一些核心的光驅，精密部件是松下做的。2014年開始在市場銷售和展覽。在存冷數據的時候，比現在硬盤要節省一半的能量和降低一半的成本。

光盤，國際上主要以日本公司為主，由美國facebook公司主導。

5年前看到這個趨勢了，所以我們和廣東的一家公司合作在國內自主開發，做了一款國際上容量最大的，比facebook還大，我們是12240張，比facebook2014年推出來的同樣的體積多兩千張。市面上100G的藍光光盤已經大量上市，一個柜子可以裝1.2PB，在軟件上，邏輯上，虛擬化成一個大的文件卷，吞吐率通過24個光驅并行讀寫，就是克服光盤慢的問題，就是用并行讀寫技術，用固態盤和硬盤做catch提高它的響應時間。

這項技術在日內瓦發明博覽會得到金獎，凱德國際光存儲定級會議邀請我們做報告。

在理論和功能上，我們提出了一個磁光電融合的技術，固態盤也有硬盤，但是很小的一部分量，大部分量是光盤，我們異構融合以后給它虛擬化了。

光盤本來是慢的，但是我們用了并行和catch兩種技術結合以后，使它看起來很快，但是價格又很便宜的大容量盤。

熱溫冷數據是自動分級的，熱數據放在固態盤里，溫數據放在硬盤里，冷數據放在光盤里。有6個轉盤，每個里面是12片，有一個機械手，用到哪里轉到哪里，然后機械手拿出來放在12個光驅當中。在保證數據可靠性這方面采取了很多新的措施，盤內部的校驗和盤間的校驗。成為單體容量最大，并發度最高的光盤庫，首個磁光電融合的光盤庫，在國際上產生了一些影響。

它的應用是很廣闊的，企事業單位，銀行都可以用到，最重要的應用就是數據中心。在武漢東部開發區政務數據中心把這個作為方案用作國家能源局100個綠色數據中心的試點。

現在國際上真正在運行的藍光冷數據是facebook部署在北卡的冷數據中心，這是實驗性的，有14架，全是藍光光盤，有十幾P的容量，他們用這個做測試，一旦測試完成了以后，就會在冷數據中心大量部署這個，這樣會大量節省能源，而且數據的保存時間非常長，50年以上，成本要低于現在的磁帶和硬盤的方案，這個方案是還沒有大量采用，國際上也正在試用的情況下。

我們和國際的步伐差不多?，F在我們也在十幾個單位試用，成熟以后也會大推，我們硬件上比國際上還要高，軟件上比他們落后半年。希望通過這個，在我們國家數據中心以后得到應用。

未來光盤庫要研究解決數據可用性的技術，這是很重要的問題。還有一個問題，把一個數據保存50年100年，除了物理上保存以外，還有協議上的一致性的問題，這是什么問題呢？埃及的象形文字保存的都很好，所有的信息都保存下來了，兩河流域古巴比倫楔形文字也保留下來了，保存的很好，但是誰也不認識它，就是說協議丟失了，這個問題在我們計算機上也一樣存在。

中國是唯一的一個，幾千年來我們文字沒有什么太大的文化，我們現在還認識古代的文字。馬王堆出土的老子道德經現在還可以認出來，“道可道也，非恒道也。”為什么和我們現在“道可道非常道”不一樣，專家研究，漢代以后有一個皇帝叫劉恒，皇帝的名字不能用，所以后來避免說恒，就說常了。

計算機領域也是這樣的，光盤保存了50年100年，格式變了，操作系統不知道到哪里去了，很多運行環境也不在了，國際上有很多人，包括谷歌有很多人研究這個問題，怎么把這些協議，把這些東西定義好，以后我讀它，我就知道它是在什么樣的環境下，把這些信息保存下來，這樣才不至于丟失很關鍵的信息，就不至于50年以后這些程序都在，但是不知道是什么東西了，這個問題是非常嚴重的。

最后講一下藍光的光盤進展，光存儲唯一的缺點就是容量低。日本是光存儲歷史很久的國家，所以沿著藍光路線多層走，藍光路線今年200G，明年是300G，后年是500G，再往后就是800G。但是走到800G的時候，就很難讀了，所以他們就很難走下去。所以他們想了一個辦法，紅光伺候，藍光讀寫，但是這個走不遠。

介紹一個最新的進展。2014年，諾貝爾化學獎獲得者第一次突破了光學的衍射極限，跟波長有關，波長越小，光點越小。光學顯微鏡是看不到非常小的，納米級的現象是看不到的，用納米級的電子顯微鏡可以看到。最近有一個超分辨技術，用兩束光，一束光把它開開，另一束光，把它滅掉，中間剩了一點點，就留下來了。過去是三四百個納米，現在變成了10個納米，這樣就可以用這個原理做顯微鏡，可以看到很微觀的現象。這個成果就得到了2014年的諾貝爾獎，這是很好的突破，光學的衍射極限被突破了，搞存儲的人就想把它用到光存儲上。

也就是說，從300納米縮到10個納米，密度可以提高2個數量級，最早做這個事情的是一個澳大利亞華人院士，現在實驗室里可以讀寫，現在70納米的已經完全可以正常讀寫了。這個成果一上去，光盤的容量，至少可以一個T或做到10個T一片盤是沒有問題的，理論上可以做的很高，因為物理上已經這么小了，容量一上來，馬上把磁帶遠遠拉在后面，而且加上它非?？煽?，非常便宜的特性，所以我們估計，將來作為冷數據存儲，加上一萬片的光盤技術，純十幾個PB上百個PB在一個柜子里，就非常的廉價，非常節能，這是非常好的技術。

云計算中心的冷存儲是一個日益重要的問題，80%都是冷數據，光存儲是冷數據存儲未來的方向，光存儲的重大突破就是剛才說的超分辨，就是光學衍射極限的突破會帶來一個新的產業，就是數據中心光存儲產業將替代磁帶庫，超大容量光盤庫已經成熟了，進入實用階段。

我們要抓住這個機遇，就可以站在世界前面去發展自主的存儲產業了，謝謝！

 （根據現場速記整理，未經本人審定）