12月10日下午，2015中国存储峰会在北京举行。在“云计算与业务连续性分论坛”，华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室主任、武汉光电国家实验室副主任谢长生发表了“云时代数据生态基础架构解决方案”的主题演讲。
以下是演讲实录。
华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室主任、武汉光电国家实验室副主任谢长生。
谢长生：各位下午好，我今天讲的题目，一般的关注不够。云数据中心的冷数据存储。我们是一个研究单位，华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室，现在我们很关注这个问题，我想介绍一下我们现在的进展。
数据量是爆炸的，facebook做了一个测试，一天之内的访问品路是非常高的，过了一天就冷下来了，最后越来越冷，访问的频率就越来越低，热数据变成冷数据，冷数据又不能丢，有很多大数据分析，虽然它是冷数据，但是你用的时候还要把它调出来用。还有的数据，需要保存很长时间。凡是和人的寿命有关的，你的健康医疗数据、银行、社保数据，至少保持和你寿命一样长，一般保持七八十年甚至一百年。有的科学实验数据，比如说人的基因苦数据，要进行基因分析的时候，要研究遗传疾病的时候，要研究好几代人基因的变化，才能把数据拿出来，所以那个数据可能要保存几百年。
中央电视台每天的新闻联播要永远保存；开国大典的资料，经常需要用到，也要长期保存。现在我们对这个问题实际上重视不够，花了很大的代价，实际上用很贵的产品存冷数据。
facebook做了一个统计，他们自身的数据中心有89%的比例都是冷数据。一般来说，占总量的80%以上都是冷数据。现在的情况，热数据一般放在SSD，温数据放在7200转的硬盘。很多数据中心把冷数据放在低速硬盘上，浪费了大量的能源，而且代价非常高。还有放在磁带库上。
今天主要介绍一下最近两年兴起的用光存储做冷数据的存储。
冷数据用什么介质最好？国际上对几种做对比，硬盘、闪存、磁带和光盘。存冷数据的大部分数据中心，都是用低速硬盘存冷数据，也有不同的用法。我国很多数据中心就是放在活动的硬盘中，低速硬盘中，一天到晚在那里转，其实很少读它，这就是很大的浪费，而且硬盘的平均寿命是5年，过了5年以后损坏率急速上升。磁盘阵列，一块硬盘坏了，又坏一块硬盘的概率很高，数据容易丢。硬盘就是5年倒一次，存50年，100年的数据，要用硬盘倒好几次。
硬盘另外一种用法，像facebook用mei的技术，用的时候就打开，不用的时候就关了。但是，长期放在那不用，5年后是不是能起来都是问题。国家档案局做了实验，有的硬盘放了好多年，拿出来以后个别硬盘就卡在那呢，起不来，有的时候电路都烧了。长期把它关电的虽然从节电角度来讲是好的，但是它又有很多可能起不来，或者来回起损坏硬盘的情况。
闪存作为长期保存介质其实不是很好的方案，第一它贵，放那么多冷数据成本太高。第二闪存是用电荷保存的，现在高密度的闪存单元，一个单元就十几个电子，放10年可能就差不多漏掉了，信息就没了。作为冷数据长期保存很贵，寿命也不长，也不是很好的选择。
磁带容量大，价格低，能耗低，应该还是比较好的，但是磁带寿命也不是很长，平均寿命10年。干燥的地方和潮湿的地方用不一样，在潮湿的地方可能就发霉了。
光盘目前有很多好处，因为是非接触的，很可靠，能耗也低，价格也很低，唯一的缺点就是容量不太高，蓝光光盘寿命可以是50年以上。
我之所以强调光盘，是因为光盘最近有一个很重大的突破，现在可以买到200G一张蓝光光盘。
主流存储设备就是磁盘阵列、磁带库、光盘库、固态盘。
这样的情况下，经过比较，认为我们要发展大容量的光盘库做冷数据存储，它有很多好处。
光盘成本非常低，塑料上镀一层膜非常低，而且寿命超过50年，可以防水。日本人做一个实验，把光盘放在海水里再捞上来基本上没有变化，放在磁带和硬盘的数据都完蛋了，但是放光盘上的数据洗洗还在，它不怕水，还不怕炸弹，硬盘都是磁原理，用非常高的强脉冲一冲击，就会毁掉，光盘不怕这个，对温度、湿度也没有要求，不会发霉、粘连，不像硬盘5年倒一次数据，不像磁带10年倒一次，光盘50年倒一次就可以了。
facebook研究得出一个结论，光存储是最适合冷数据的介质。目前唯一的缺点就是容量不够大。
由于这个原因，国际上现在有一些重量级公司开发大容量的光盘库，代替磁带库和硬盘做冷数据存储。
松下公司一个6U的可以装1800片光盘的机构。华录跟松下是长期合作的，现在跟松下合作做这个东西。这是facebook主导的，一个标准机架42U的可以放10368片，软件技术都是facebook做的。这样的结构是找苏州的一家公司做的，还有一些核心的光驱，精密部件是松下做的。2014年开始在市场销售和展览。在存冷数据的时候，比现在硬盘要节省一半的能量和降低一半的成本。
光盘，国际上主要以日本公司为主，由美国facebook公司主导。
5年前看到这个趋势了，所以我们和广东的一家公司合作在国内自主开发，做了一款国际上容量最大的，比facebook还大，我们是12240张，比facebook2014年推出来的同样的体积多两千张。市面上100G的蓝光光盘已经大量上市，一个柜子可以装1.2PB，在软件上，逻辑上，虚拟化成一个大的文件卷，吞吐率通过24个光驱并行读写，就是克服光盘慢的问题，就是用并行读写技术，用固态盘和硬盘做catch提高它的响应时间。
这项技术在日内瓦发明博览会得到金奖，凯德国际光存储定级会议邀请我们做报告。
在理论和功能上，我们提出了一个磁光电融合的技术，固态盘也有硬盘，但是很小的一部分量，大部分量是光盘，我们异构融合以后给它虚拟化了。
光盘本来是慢的，但是我们用了并行和catch两种技术结合以后，使它看起来很快，但是价格又很便宜的大容量盘。
热温冷数据是自动分级的，热数据放在固态盘里，温数据放在硬盘里，冷数据放在光盘里。有6个转盘，每个里面是12片，有一个机械手，用到哪里转到哪里，然后机械手拿出来放在12个光驱当中。在保证数据可靠性这方面采取了很多新的措施，盘内部的校验和盘间的校验。成为单体容量最大，并发度最高的光盘库，首个磁光电融合的光盘库，在国际上产生了一些影响。
它的应用是很广阔的，企事业单位，银行都可以用到，最重要的应用就是数据中心。在武汉东部开发区政务数据中心把这个作为方案用作国家能源局100个绿色数据中心的试点。
现在国际上真正在运行的蓝光冷数据是facebook部署在北卡的冷数据中心，这是实验性的，有14架，全是蓝光光盘，有十几P的容量，他们用这个做测试，一旦测试完成了以后，就会在冷数据中心大量部署这个，这样会大量节省能源，而且数据的保存时间非常长，50年以上，成本要低于现在的磁带和硬盘的方案，这个方案是还没有大量采用，国际上也正在试用的情况下。
我们和国际的步伐差不多。现在我们也在十几个单位试用，成熟以后也会大推，我们硬件上比国际上还要高，软件上比他们落后半年。希望通过这个，在我们国家数据中心以后得到应用。
未来光盘库要研究解决数据可用性的技术，这是很重要的问题。还有一个问题，把一个数据保存50年100年，除了物理上保存以外，还有协议上的一致性的问题，这是什么问题呢？埃及的象形文字保存的都很好，所有的信息都保存下来了，两河流域古巴比伦楔形文字也保留下来了，保存的很好，但是谁也不认识它，就是说协议丢失了，这个问题在我们计算机上也一样存在。
中国是唯一的一个，几千年来我们文字没有什么太大的文化，我们现在还认识古代的文字。马王堆出土的老子道德经现在还可以认出来，“道可道也，非恒道也。”为什么和我们现在“道可道非常道”不一样，专家研究，汉代以后有一个皇帝叫刘恒，皇帝的名字不能用，所以后来避免说恒，就说常了。
计算机领域也是这样的，光盘保存了50年100年，格式变了，操作系统不知道到哪里去了，很多运行环境也不在了，国际上有很多人，包括谷歌有很多人研究这个问题，怎么把这些协议，把这些东西定义好，以后我读它，我就知道它是在什么样的环境下，把这些信息保存下来，这样才不至于丢失很关键的信息，就不至于50年以后这些程序都在，但是不知道是什么东西了，这个问题是非常严重的。
最后讲一下蓝光的光盘进展，光存储唯一的缺点就是容量低。日本是光存储历史很久的国家，所以沿着蓝光路线多层走，蓝光路线今年200G，明年是300G，后年是500G，再往后就是800G。但是走到800G的时候，就很难读了，所以他们就很难走下去。所以他们想了一个办法，红光伺候，蓝光读写，但是这个走不远。
介绍一个最新的进展。2014年，诺贝尔化学奖获得者第一次突破了光学的衍射极限，跟波长有关，波长越小，光点越小。光学显微镜是看不到非常小的，纳米级的现象是看不到的，用纳米级的电子显微镜可以看到。最近有一个超分辨技术，用两束光，一束光把它开开，另一束光，把它灭掉，中间剩了一点点，就留下来了。过去是三四百个纳米，现在变成了10个纳米，这样就可以用这个原理做显微镜，可以看到很微观的现象。这个成果就得到了2014年的诺贝尔奖，这是很好的突破，光学的衍射极限被突破了，搞存储的人就想把它用到光存储上。
也就是说，从300纳米缩到10个纳米，密度可以提高2个数量级，最早做这个事情的是一个澳大利亚华人院士，现在实验室里可以读写，现在70纳米的已经完全可以正常读写了。这个成果一上去，光盘的容量，至少可以一个T或做到10个T一片盘是没有问题的，理论上可以做的很高，因为物理上已经这么小了，容量一上来，马上把磁带远远拉在后面，而且加上它非常可靠，非常便宜的特性，所以我们估计，将来作为冷数据存储，加上一万片的光盘技术，纯十几个PB上百个PB在一个柜子里，就非常的廉价，非常节能，这是非常好的技术。
云计算中心的冷存储是一个日益重要的问题，80%都是冷数据，光存储是冷数据存储未来的方向，光存储的重大突破就是刚才说的超分辨，就是光学衍射极限的突破会带来一个新的产业，就是数据中心光存储产业将替代磁带库，超大容量光盘库已经成熟了，进入实用阶段。
我们要抓住这个机遇，就可以站在世界前面去发展自主的存储产业了，谢谢！
（根据现场速记整理，未经本人审定）
