Storage: Edge-Computing gehört die Zukunft

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In den kommenden Jahren wird sich die zu speichernde Datenmenge noch weiter aufblähen. Experten erwarten, dass sich der weltweit belegte Speicher bis 2025 verdreifacht. Ein Großteil davon entsteht durch Mobilgeräte. Muss sich Storage daher in Richtung Edge-Computing bewegen?

Leserfrage: In den kommenden Jahren wird sich die zu speichernde Datenmenge noch weiter aufblähen. Experten erwarten, dass sich der weltweit belegte Speicher bis 2025 verdreifacht. Ein Großteil davon entsteht durch Mobilgeräte. Muss sich Storage daher in Richtung Edge-Computing bewegen?

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Selbst für die erfahrensten Speicherspezialisten ist es teilweise sehr komplex, sich einen tatsächlichen Einblick in Edge-Computing zu verschaffen. Nach der einfachsten Art der Betrachtung stellt Edge-Computing ein Konglomerat aus unzähligen Geräten dar, welche außerhalb zentraler Infrastrukturen betrieben werden und Daten in einem bisher ungekannten Maß und Tempo erzeugen. Während der Großteil dieser Daten in ihrer Nützlichkeit und Wichtigkeit eher begrenzt ist, erfordert ein kleiner, aber sehr wichtiger Teil eine sichere und in den meisten Fällen auch schnelle Ablage. Hieraus ergibt sich eine Masse an Anforderungen an die zu nutzenden Speicherarchitekturen, -technologien und -infrastrukturen. Da sich Edge-Computing zu einem immer wichtigeren Element der DV-Landschaften entwickelt, zunächst einmal ein Überblick über die Hauptbestandteile und Antreiber dieser Technologie.

Das immerwährende Datenwachstum ist der Hauptgrund für die Nachfrage nach kommerziellen Speichersystemen außerhalb von Rechenzentren. In den kommenden Jahren wird sich die Datenmenge so aufblähen, dass – wie schon seit Jahrzehnten – unser gewohntes Verständnis weit übersteigt. Laut zahlreicher Studien wird sich der weltweit belegte Speicher von 2020 bis 2025 wahrscheinlich verdreifachen. Wenn wir Glück haben. Allein Mobilgeräte sind hierfür mit einem großen Anteil verantwortlich.

Weiterhin stehen wir erst an der Schwelle der Nutzung von autonom fahrenden Automobilen, welche pausenlos Unmengen von Daten erzeugen und abrufen werden. Immer leistungsfähigere Fertigungsanlagen werden immer höhere lokale Rechenleistungen erfordern. Roboter sollen keine Millisekunde länger als nötig warten, um den nächsten Arbeitsschritt auszuführen. Andere Studien prognostizieren bis 2025 eine Vervierfachung der durch das Internet der Dinge (IoT) generierten Daten im Vergleich zu 2018. Hieraus wird sich ein erhebliches Interesse vor allem der Industrie an kommerziellen Anwendungen von mit Edge-Computing und dessen Speicher ergeben.

Vergleichsweise kleine Rechenzentren, die in der Lage sind, Anwendungen mit geringerer Verzögerung anzubieten als Cloud-Dienstleister, werden deshalb in den kommenden Jahren eine Blüte erfahren, weiter unterstützt durch die Entwicklungen bei 5G und natürlich die weiter beschleunigte Nachfrage nach Cloud-Diensten. Die Speicherhersteller sehen hierin ein Potential, das weit über die üblichen Industrie- oder Überwachungs-Anwendungen hinausgeht.

Cloud-Nutzung verdoppelt sich bis 2025

Sind in den letzten Jahren kommerzielle Daten massenhaft in die Cloud gewandert, wird sich dieser Trend auch in Zukunft fortsetzen. Schätzungen gehen davon aus, dass sich die Ausgaben für die Nutzung von Cloud-Diensten bis 2025 noch einmal verdoppeln werden. Bei der Bewältigung der steigenden Anforderungen von Echtzeit-Datenanwendungen und KI-gesteuerten Arbeitslasten machen die Herausforderungen der Cloud-Datenspeicherung Edge- und On-Premises-Lösungen für Unternehmen (wieder) immer attraktiver. Die Hersteller haben dies erkannt und in den letzten Jahren mit Hochdruck entwickelt, um die On-Premises- und Edge-Anforderungen von Unternehmen unterschiedlicher Größe besser erfüllen zu können. Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Datenspeichern können Unternehmen buchstäblich das Beste aus allen Welten haben. Hersteller haben sich inzwischen gut positioniert, um auch in Zukunft Geschäfte in allen Marktsegmenten machen zu können. Indem sie das Beste aus Cloud-Rechenzentren auf Daten im Edge-Computing anwenden, haben die führenden Hersteller Hybride mit großem Erfolg zu Standards gemacht.

Je größer die Datenmenge und die sie umgebende Infrastruktur sind, desto schwieriger wird es, schnell und agil zu handeln. Das Abrufen der richtigen Daten zur richtigen Zeit ist oft ein teures und mühsames Unterfangen für Unternehmen, die bereits ein komplexes Netz von Speicherarchitekturen betreiben. Für Finanzdienstleister, die sehr schnell Transaktionen abwickeln müssen, oder für Medienunternehmen, die Echtzeit-Bearbeitungen an einem Video vornehmen wollen, vereinfacht die Speicherung von Daten in der Nähe ihrer Verarbeitung den Zugriff und verkürzt die Laufzeiten. Viele Betreiber haben sich dieses Prinzip der Nähe schon lange zu eigen gemacht. Sogar Einkaufszentren bieten ungenutzte Einzelhandelsflächen für die Entwicklung der lokalen Infrastruktur an. Führende Telekommunikations-Unternehmen sind so bereits in ganz anderen Branchen tätig. Die Entwicklung einer Rechenzentrums-Infrastruktur für Edge-Computing führt damit zu einer zunehmend flexiblen Betrachtung und Nutzung von Gewerbeimmobilien.

RISC-V für Edge-Speicher

Ein weiteres Merkmal des Aufstiegs von Speicher für Edge-Computing ist das zunehmende Engagement der Laufwerkshersteller für RISC-V. Der RISC-V-Befehlssatz, eine Open-Source-Initiative zur Vereinfachung des Befehlssatzes auf integrierten Schaltungen, eignet sich gut für die Anpassung für solche Anwendungen, von der Computerspeicherung und Indizierung bis hin zur Optimierung der Algorithmen von Festplattenservos an Edge-Standorten. RISC-V unterscheidet sich deutlich von der herkömmlichen CISC-Architektur, die auch heute noch in Rechnern von Unternehmen und Cloud-Anbietern dominieren. Die führenden Festplatten-Hersteller schätzen, dass die Einführung von RISC-V für Computer-Hardware ebenso revolutionär sein wird, wie es beispielsweise Linux und Open-Source für die Software war. Einige setzen bereits einen benutzerdefinierten RISC-V-Prozessor ein, um ein »System auf einem Chip« für den Einsatz in Festplatten zu bauen, welche für Edge-Computing optimiert sind. Die Daten verlagern sich damit immer mehr an den Rand von Netzwerken.

RISC-V wird sich auch als wichtig erweisen, um die Sicherheit für große Datenmengen auf Edge-Geräten zu gewährleisten. Laut Analysten soll sich bis zum kommenden Jahr mehr als die Hälfte neuer Unternehmens-Infrastruktur in Edge-Umgebungen statt in traditionellen Rechenzentren befinden. Natürlich müssen diese Edge-Umgebungen zuverlässig und sicher mit Rechenzentrums- und Cloud-Netzwerken verbunden werden. Dabei ist nicht nur die Netzwerk-, sondern auch die physische Sicherheit von Edge-Geräten zu berücksichtigen. Viele Hersteller gehen davon aus, dass die Bewegung von Daten und deren Sicherheit in den nächsten Jahren ein wichtiger Trend im Edge-Computing sein werden.

Heute gibt es (fast) in oder an jedem Gebäude eine Kamera. Mit dem Aufkommen der Gesichtserkennungs-Technologie und den raschen Verbesserungen der KI, große Mengen optischer Daten zu verarbeiten, scheinen die Möglichkeiten für die Videoüberwachung an Edge-Standorten – ohne jede moralische Wertung – endlos zu sein. Tatsächlich boomt der Markt für Festplatten für Überwachungssysteme. Die Speicherhersteller arbeiten hart daran, Lösungen für verschiedene Anwendungen bereitzustellen, die auf sowohl auf Kosteneffizienz setzen und dabei gleichzeitig fortschrittliche Analyse- und Komprimierungstechnologien bieten.

Mehr Flexibilität durch Edge-Strukturen

Vergessen wir einmal die »Datengravitation« – was ist mit der Datensouveränität? Mit den weitreichenden Auswirkungen der DSGVO auf die Datenverwaltung wächst der Anreiz oder sogar die Verpflichtung, Daten so lokal wie möglich zu speichern. Eine Edge-RZ-Infrastruktur ermöglicht hier eine wesentlich größere Flexibilität bei der Verarbeitung und Speicherung von Daten. Hier kann eine ganze Anwendung betrieben werden, ohne dass Benutzerdaten aus der Hand gegeben werden müssen. Dies unterstützt eine wesentlich granularere Ebene der Datenhoheit.

Dies sind einige der Gründe, die die Nachfrage nach Speicher außerhalb der Sicherheitsbereiche größerer Rechenzentren antreiben. Es bleibt die Frage, wie mit den praktischen Aspekten der Remote-Datenspeicherung umzugehen ist. Wie kann die Datenverwaltung hier verbessert und welche Daten schließlich an zentralere Standorte übertragen werden?

Das Edge-Computing wird so höchstwahrscheinlich die folgenden Trends auslösen oder wenigstens befördern:

  • Entwicklung von Management-Werkzeugen, die die Verlagerung von Daten zwischen Standorten so reibungslos wie möglich machen.
  • Immer bessere Deduplizierungs-Technologien innerhalb einheitlicher Datenebenen.
  • Robustere Ansätze zum Verwerfen transienter Daten und der besseren Strukturierung derer, die zur Speicherung verbleiben.
  • Verbesserung der Speicher-Hardware wie Festplattengehäuse oder Datenübertragungsgeräte.
  • Weiterentwicklung des Edge-Computing-Stacks, einschließlich einer deutlichen  Zunahme der Containerisierung.
  • Noch intensiverer Fokus auf Sicherheit, denn Edge-Computing vergrößert die entsprechende Angriffsfläche deutlich.
  • Weitreichende Einführung von Automatisierungs-Technologien in Edge-Computing-Rechenzentren.
  • Wachsendes Bewusstsein für den ökologischen Fußabdruck der DV, insbesondere von Edge-Computing-Installationen und in der Folge die Notwendigkeit, Installationen so konsequent wie in einem Hauptrechenzentrum stillzulegen.

Abkehr vom zentralen Speicher

Bei der immer tieferen Integration von Edge-Computing in zentrale DV-Infrastrukturen stehen somit zahlreiche Herausforderungen an, aber die Inhalte der Entwicklungs-Roadmaps für die kommenden Jahre ist völlig klar. Die Entwicklung der Edge-Infrastruktur verändert nicht nur das Umfeld für Netzwerke, sie bietet auch ein willkommenes Testfeld für neuere Speichertechnologien und schnell wachsende Schnittstellen wie NVMe. Alle Experten erwarten eine Abkehr vom zentralisierten Speicher hin zu stärker verteilten Modellen, die zu kleineren lokalen Rechenzentren führt.

Festplatten werden dort weiterhin eine Rolle spielen, wenn auch eine reduzierte, die sich natürlich aus der allgemeinen Umstellung auf SSDs ergibt, welche den Anforderungen höherer Arbeitslasten besser gerecht werden. Der laufende Übergang bei SSDs von der SATA-Schnittstelle zu NVMe (welches die fünffache I/O-Leistung gegenüber SATA bietet) wird diesen Übergang nur noch beschleunigen. Festplatten, die auf längere Sicht einen deutlichen Kostenvorteil gegenüber SSDs bieten, werden eine bedeutende Rolle im wachsenden Überwachungsbereich einnehmen, obwohl die Hersteller nie in der Lage waren (und auch nicht sein werden), die Leistungslücke zu den SSDs zu schließen.

Wie bei allen Rechenzentrums-Technologien wird sich die Speicher-Hardware für Edge-Standorte erst in den kommenden Jahren langsam weiterentwickeln. Mit diesen Leistungsverbesserungen wird ein Anstieg des Wertes der zu verwaltenden DV-Ausrüstung einher gehen. Berechnungen rund um die TCO gelten immer noch und weiterhin, wo auch immer sich die betriebene DV-Ausrüstung befindet. Unabhängig davon, ob man sich einem Erneuerungszyklus nähert oder auf die Stilllegung von Kapazitäten vorbereitet – man muss immer sicherstellen, dass das Unternehmen den maximalen Wert aus den stillgelegten Anlagewerten zurückgewinnt. Somit sind alle Optionen für die Wieder- oder Weiterverwendung, den Weiterverkauf oder die Entsorgung von Hardware abzuwägen, unabhängig vom Standort und der Nutzung. Dies betrifft nicht nur die finanziellen und regulatorischen Aspekte der Entsorgung, sondern auch die Auswirkungen auf die Umwelt. Einschlägige Untersuchungen zeigen immer wieder eine deutliche Verbesserung der CO2-Bilanz bei der Wiederverwendung statt der Entsorgung von Festplattenlaufwerken.

Edge-Computing ist auf jeden Fall ein Kernelement der Zukunft der Unternehmens-DV, egal welcher Größe, und Speichersysteme sind eine Schlüsselkomponente dieser Zukunft. Nun gilt es, sich nach dem Rush auf die Cloud auf diese neue Komponente vorzubereiten.

Gruß
Doc Storage

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