كفاءة التخزين

كفاءة التخزين هي القدرة على تخزين البيانات وإدارتها بأقل مساحة ممكنة مع تأثير ضئيل أو معدوم على الأداء، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي تكلفة التشغيل. ^{[ 1 ]} تلبي الكفاءة متطلبات العالم الواقعي لإدارة التكاليف، وتقليل التعقيد، والحد من المخاطر. ويُعرّف اتحاد صناعة شبكات التخزين (SNIA) كفاءة التخزين في قاموس SNIA على النحو التالي:

${\displaystyle {\text{كفاءة التخزين}}={\frac {{\text{السعة الفعالة}}+{\text{السعة الحرة}}}{\text{السعة الخام}}}.}$

تتراوح كفاءة نظام المؤسسة الفارغ عادةً بين 40 و 70%، وذلك تبعًا لمزيج تقنيات RAID والنسخ المتطابق وغيرها من تقنيات حماية البيانات المستخدمة، وقد تكون أقل في الأنظمة ذات النسخ المتطابق عن بُعد عالية التكرار. ومع تخزين البيانات على النظام، قد تُخزّن تقنيات مثل إزالة البيانات المكررة والضغط البيانات بنسبة حجم بيانات إلى مساحة تخزين أكبر من 1:1، ما يرفع الكفاءة غالبًا إلى أكثر من 100% للبيانات الأساسية، وآلاف النسب المئوية لبيانات النسخ الاحتياطي.

توجد تقنيات مختلفة على مستويات مختلفة، وأحياناً على مستويات متعددة:

تتيح تقنية اللقطات - المعروفة رسميًا باسم "تقنية اللقطات التفاضلية" - إمكانية استخدام نفس مجموعة البيانات عدة مرات لأسباب متعددة، مع تخزين التغييرات فقط بين كل مجموعة بيانات. يدمج بعض موردي حلول التخزين إمكانيات اللقطات على مستوى نظام التشغيل و/أو التطبيق، مما يتيح الوصول إلى البيانات المخزنة في اللقطات على مستوى إدارة النظام و/أو التطبيق. لا تزال المصطلحات المتعلقة باللقطات و"النسخ" غير واضحة، لذا يجب توخي الحذر عند تقييم ادعاءات الموردين. على وجه الخصوص، يُطلق بعض الموردين على النسخ الكاملة في نقطة زمنية محددة اسم "لقطات" أو "نسخ"، بينما يستخدم آخرون المصطلحات نفسها للإشارة إلى لقطات أو نسخ "تفاضلية" ذات الكتل المشتركة. كما أن بعض التطبيقات لا تدعم سوى اللقطات للقراءة فقط، بينما توفر تطبيقات أخرى لقطات قابلة للكتابة أيضًا.

تُستخدم تقنية إزالة البيانات المكررة لتتبع وإزالة كتل البيانات المكررة داخل وحدة التخزين بكفاءة عالية. وتتعدد تطبيقات هذه التقنية، ولكل منها مزاياها وعيوبها. وتكون إزالة البيانات المكررة أكثر فعالية على مستوى التخزين المشترك، إلا أن هناك تطبيقات لها في البرمجيات وحتى قواعد البيانات. وتُعدّ أنظمة النسخ الاحتياطي وأنظمة المحاكاة الافتراضية من أكثر التطبيقات ملاءمةً لإزالة البيانات المكررة ، لأن كلا التطبيقين يُنتجان أو يستخدمان عادةً نسخًا متطابقة تقريبًا. ومع ذلك، يُقدّم بعض الموردين الآن تقنية إزالة البيانات المكررة في مكانها، والتي تُزيل البيانات المكررة من وحدة التخزين الأساسية.

تقنية التزويد المرن هي أسلوب لمنع نقص الاستخدام من خلال مشاركة السعة المخصصة غير المستخدمة. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك خدمة Gmail ، حيث يمتلك كل حساب Gmail سعة كبيرة مخصصة. ولأن معظم مستخدمي Gmail لا يستخدمون سوى جزء صغير من السعة المخصصة، فإن هذه "المساحة الحرة" تُشارك بين جميع مستخدمي Gmail.

إن زيادة كفاءة التخزين بشكل فعال باستخدام هذه التقنيات لها المزايا التالية:

النسخ الاحتياطي والاستعادة . باستخدام اللقطات، يمكن تقليل وقت النسخ الاحتياطي والاستعادة إلى أدنى حد . وهذا بدوره يقلل التكاليف بشكل كبير، ويختصر ساعات التوقف إلى ثوانٍ معدودة. كما تتيح اللقطات تحسين قيم نقطة الاستعادة .

تقليل مساحة الأرضية . عندما تكون هناك حاجة إلى مساحة تخزين أقل لتخزين كمية معينة من البيانات، فإن مساحة الأرضية المطلوبة في مركز البيانات تكون أقل.

تقليل استهلاك الطاقة . عندما يتطلب تخزين كمية معينة من البيانات عددًا أقل من المغازل، تقل الطاقة المطلوبة.

كفاءة التزويد . تتيح تقنية اللقطات التفاضلية القابلة للكتابة توفير نسخ بيانات قابلة للكتابة بسرعة فائقة، مما يقلل وقت الانتظار في العمليات التي تتطلب هذه البيانات، مثل استخراج البيانات وبيانات الاختبار ، وغيرها. كما يؤدي دمج اللقطات على مستوى نظام التشغيل أو التطبيق إلى تسريع عملية التزويد، لأن مديري النظام أو التطبيق قادرون على إدارة لقطاتهم الخاصة دون الحاجة إلى انتظار مديري التخزين أو إجراءات التزويد.

تُطبّق جميع الشركات الكبرى المُورّدة واحدة أو أكثر من هذه التقنيات، نظرًا لتزايد شعبية كفاءة التخزين. ويواجه العملاء متطلبات تخزين متنامية بشكلٍ كبير، فضلًا عن طلبٍ مُلحّ على خفض التكاليف. ومن أبرز هذه الشركات: NetApp و EMC و HDS و IBM و HP .