长期以来,数据存储一直是计算机行业碳足迹的重要组成部分,根据伯克利国家实验室的一份报告,2014年数据存储的耗电量甚至占到美国总耗电量的1.8%。布拉德-约翰斯(Brad Johns)是IBM数据存储业务的资深人士,也是亚利桑那州的一名数据存储顾问,他认为,至少在可预见的未来,数据存储可持续发展的解决方案在于一项许多人可能认为已经过时的技术:磁性数据磁带。
"许多组织都有机会减少碳足迹,同时还能降低成本....。这是一种双赢,"约翰斯说。
所有数据中至少有 60% 是 "冷数据",但仍保留在硬盘上。这为过渡到更环保、更便宜的替代品提供了机会。
数据存储的需求也在不断增长。据国际数据公司(IDC)估计,创建的数据总量将从 2018 年的 33 ZB 增加到 2025 年的 175 ZB,其中约 10% 或 17 ZB 的数据将存储在 2025 年。据 IDC 和希捷公司估计,2021 年,62% 的数据存储在硬盘上,9% 存储在固态硬盘(SSD)上,15% 存储在磁带上。
硬盘存储更方便,因为从硬盘中检索信息的速度要比从磁带存储中检索快得多。Johns 在为《Motion Image Journal》撰写的一篇文章中解释说,这样做的代价是更高的碳排放量--硬盘的使用寿命约为 5 年,在此期间,每 TB 每年产生约 2.55 千克二氧化碳当量(根据希捷公司对 Exos X18 硬盘的估计)。相比之下,磁带介质的使用寿命超过 30 年,在此期间每年每 TB 只产生 0.07 千克二氧化碳(根据富士胶片公司 LTO 9 的估计),或硬盘的 3%。
图中的柱形表示将 "冷 "数据(很少访问但仍不可用的数据)从硬盘转换到磁带所节省的气候成本。资料来源:布拉德-约翰斯咨询公司
约翰斯指出,当今创建和存储的大量信息中,大部分都是 "冷数据",即很少被访问但仍有价值且无法丢弃的数据。根据 IDC 发布的 2019 年白皮书,60% 的数据都是冷数据,但仍保留在硬盘上。Johns 认为,这为大数据公司过渡到磁带存储这种更可持续的数据存储形式提供了一个重要机会,可以减少碳足迹。
根据约翰斯的计算,如果全球企业集体将其所有冷数据(占所有数据的 60%)转换为磁带,那么全球数据存储所排放的二氧化碳量将减少 58%,即减少 7900 万吨二氧化碳排放。
减少电子垃圾
磁带存储节省电子垃圾
同时,这张图显示了将世界上部分 "冷 "存储数据从硬盘转换到磁带也能节省多少电子垃圾。资料来源:布拉德-约翰斯咨询公司
将冷数据转换为存储在现代磁带介质上还能减少电子垃圾(电子废物)。由于硬盘的寿命只有 5 年,要想保留相同的数据,就必须丢弃旧硬盘,换上新硬盘。磁带存储通常每 10 年更换一次,因此丢弃的存储较少。举例来说,如果一个数据中心需要在 10 年内存储 100 PB 的数据,将所有数据存储在硬盘上会产生 7.4 吨电子垃圾。如果将 60% 的数据转移到磁带上,则只产生 3.6 吨电子垃圾,减少了 51%。
"与硬盘驱动器相比,磁带如今显然具有令人信服的优势。如果你看一下路线图,可能在未来十年内都会保持这种优势"。
Johns 认为,这种解决方案的进一步激励因素是经济效益。他利用富士胶片的总体拥有成本(TCO)工具计算出,将 100 PB 的数据全部存储在硬盘上的成本为 17,707,468 美元,而如果将 60% 的数据存储在磁带上,则成本将减少近一半,为 9,476,339 美元。
许多大公司已经开始转向磁带存储。然而,对于小公司来说,转向磁带存储的进程则较为缓慢。冷数据的定义多种多样,取决于各个组织的需求和用户要求。因此,将数据归类为 "冷 "数据以便将其转移到磁带上是一件棘手的事情--需要花费时间、金钱和精力。大公司可能拥有这些资源,但小公司却没有。这是阻碍磁带存储在小型数据中心广泛应用的障碍之一。
Johns 描述的另一个障碍是管理挑战。"技术已经相当成熟。他说:"技术已经相当成熟,只是要在 IT 组织必须做的所有其他事情中获得动力。
无论企业是否实施该解决方案,问题仍然是磁带存储是否是长久之计。"约翰斯说:"与硬盘驱动器相比,现在的磁带显然具有令人信服的优势,而且如果你看一下路线图,在未来十年内,磁带可能还会保持这种优势。但人们正在积极研究替代品。他指出,例如微软公司已经投资研究基于 DNA 的存储方案。但是,"要想真正将其转化为现实,还有很多研究和工程工作要做,"他说。