ما المقصود بتحسين التخزين وما أهميته؟

يُعد تحسين التخزين جانبًا مهمًا من تحسين البيانات بشكل عام، حيث يتضمن إستراتيجيات وتقنيات—مثل إزالة تكرار البيانات وضغطها—لتحسين الكفاءة. تساعد هذه الأساليب المؤسسات على إدارة الكميات الهائلة من البيانات غير المنظمة المرتبطة بالذكاء الاصطناعي (AI) وغيرها من أحمال التشغيل كثيفة البيانات.

مع تسارع تبني الذكاء الاصطناعي، أصبح تحسين التخزين ضروريًا للمؤسسات التي تهدف إلى توسيع النطاق ودعم مبادرات الذكاء الاصطناعي لديها. وفقًا لتقرير Mordor Intelligence، قُدر حجم سوق تخزين البيانات بنحو 250.77 مليار دولار أمريكي في عام 2025.¹ ومن المتوقع أن تصل إلى 483.90 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) يبلغ 14.05%.

أدت الحاجة إلى حلول تخزين البيانات التي تدعم متطلبات الحوسبة المكثفة في الذكاء الاصطناعي و التعلم الآلي إلى هذا النمو. كما أن الحاجة إلى الحماية من فقدان البيانات الناتج عن الانقطاعات أو فشل الأنظمة أو الهجمات الإلكترونية تعزز هذا النمو.

تتكون العديد من البيانات التي تديرها المؤسسات اليوم من مجموعة بيانات ضخمة تضم بيانات منظمة أو شبه منظمة أو غير منظمة. البيانات غير المنظمة—على سبيل المثال، الصور ومقاطع الفيديو والمستندات وبيانات أجهزة الاستشعار—لا تتوافق بسهولة مع المخططات الثابتة لقواعد البيانات العلائقية. ونتيجة لذلك، لا يمكن استخدام الأدوات والأساليب التقليدية بشكل عام لمعالجتها وتحليلها.

وفي الوقت نفسه، تتعرض المؤسسات لضغوط لاستغلال بيانات جاهزة للذكاء الاصطناعي وتكون متاحة وموثوقة، ما يدعم سلامة البيانات.

تسهم نماذج الذكاء الاصطناعي التوليدي (أو gen AI) أيضًا في تغيير متطلبات التخزين. تتكيف نماذج الأساس والنماذج اللغوية الكبرى (LLMs) هذه باستمرار، ما ينتج عنه مجموعات بيانات ضخمة. تحتاج المؤسسات إلى حلول تخزين موزعة وقابلة للتوسع (مثل أنظمة الملفات الموزعة، وتخزين الكائنات) لإدارة كمية البيانات الناتجة عن أحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي.

في النهاية، من دون تحسين التخزين لتلبية هذه المتطلبات الجديدة، تواجه المؤسسات عوائق تبطئ أداء الذكاء الاصطناعي، وتتصاعد التكاليف وتحديات إدارة البيانات، ما يحد من قدرتها على توسيع نطاق الذكاء الاصطناعي بنجاح.

يتكون تحسين التخزين من عناصر مترابطة تدير الأداء والسعة وتكاليف التخزين طوال دورة حياة البيانات. تشكل هذه التقنيات مجتمعة أيضًا الركيزة الأساسية للتخزين المدعوم بالذكاء الاصطناعي، وهو مجموعة من الأنظمة المصممة خصوصًا لتلبية متطلبات الأداء وقابلية التوسع لأحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي.

فيما يلي بعض تقنيات تحسين التخزين المهمة:

• إزالة البيانات المكررة وضغطها

• التخزين بالذاكرة الوميضية ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD)

• مستويات التخزين

• أرشفة البيانات

• التزويد المرن

• أتمتة التخزين

• تكامل التخزين السحابي

• إدارة دورة حياة البيانات

إزالة البيانات المكررة هي عملية تحديد البيانات المكررة وتخزينها كنسخة واحدة فقط. تقلل هذه الوظيفة من فترات النسخ الاحتياطي من خلال تحليل البيانات على مستوى الملف أو مستوى تخزين الكتل.

يستلزم الضغط اكتشاف الأنماط والتكرارات، وترميز البيانات بشكل أكثر كفاءة، وتقليل أحجام الملفات—كل ذلك مع الحفاظ على الوصول عالي السرعة.

تعمل هاتان التقنيتان على إزالة التكرار وتقليل سعة التخزين التي تستهلكها المؤسسة.

توفر تقنيات أشباه الموصلات مثل التخزين بالذاكرة الوميضية ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة السرعة وزمن الانتقال القصير الذي تتطلبه أحمال التشغيل عالية الأداء.

على عكس الأقراص الدوارة، يصل التخزين بالذاكرة الوميضية إلى البيانات إلكترونيًا بسرعات الذاكرة، ما يلغي التأخيرات الميكانيكية ويزيد من معدل النقل العام.

تنقل مستويات التخزين البيانات تلقائيًا إلى نوع التخزين المناسب بناءً على أنماط الوصول والتكلفة.

تتواجد البيانات النشطة (التي يتكرر الوصول إليها بكثرة) على ذاكرة وميضية فائقة الأداء، بينما تنتقل البيانات المتوسطة (التي يتكرر الوصول إليها أحيانًا) إلى محركات الأقراص ذات الحلة الصلبة، أما البيانات الخاملة (التي يندر الوصول إليها) فتنتقل إلى الأقراص أو مستويات أرشيف السحابة.

تنقل أرشفة البيانات البيانات القديمة أو التي يندر استرجاعها إلى وحدات التخزين طويل الأمد المحسنة من حيث السعة وليس الأداء، ما يحرر سعة التخزين المميزة لأحمال التشغيل النشطة، مع الحفاظ على الوصول إلى البيانات المؤرشفة عند الطلب.

يخصص التزويد المرن سعة التخزين حسب استهلاك التطبيقات لمساحة التخزين الفعلية، بدلاً من حجز كتل كبيرة مسبقًا. يمنع هذا النهج الإفراط في التزويد ويحسن معدلات الاستخدام، ما يقلل من استثمارات الأجهزة.

تدير أتمتة البرمجيات العمليات وسير العمل بتدخل بشري محدود.

تتنبأ الأنظمة الآلية باحتياجات السعة، وتحسن توزيع البيانات، وتستجيب لأحمال التشغيل في الوقت الفعلي، ما يقلل من الجهد اليدوي مع زيادة تعقيد البيئات.

تجمع بنية السحابة الهجينة بين التخزين المحلي للعمليات الحساسة من حيث الأداء مع التخزين السحابي للمستودعات والأرشيفات، ما يسمح للمؤسسات بالتوسع ديناميكيًا من دون استثمار رأس المال.

تضع عملية إدارة دورة حياة البيانات سياسات تحدد كيفية انتقال البيانات عبر مستويات التخزين، بدءًا من الإنشاء وحتى الحذف. كما تحدد فترات الاحتفاظ وجداول النقل وقواعد الحذف بناءً على قيمة الأعمال والمتطلبات التنظيمية.

تنفذ الشركات عملية تحسين التخزين من خلال مجموعة من التقنيات والحلول، بما في ذلك التقنيات الموضحة أدناه:

• المنصات البرمجية: توفر منصات تحسين التخزين للمؤسسات المرونة اللازمة للعمل مع أنظمة التخزين الحالية، حيث تؤتمت المهام (مثل إزالة التكرار، والضغط، والتصنيف الذكي) من دون الحاجة إلى استبدال الأجهزة. توفر هذه المنصات أيضًا إمكانات المراقبة والتحليلات، ما يوفر رؤية بشأن استهلاك مساحة التخزين ويساعد الفرق على تحديد الحالات الشاذة.

• إمكانات السحابة الأصلية: يوفر مزودو الخدمات السحابية (مثل IBM وAWS وGoogle Cloud وMicrosoft Azure) مزايا تحسين السحابة الأصلية التي تدير عملية توزيع البيانات وسياسات دورة حياتها تلقائيًا، وتتوسع حسب الاستخدام، وتوفر تسعيرًا بنظام الدفع حسب الاستخدام.

• أنظمة التخزين المتكاملة: تدمج أنظمة التخزين المصممة خصوصًا (مثل IBM FlashSystem، وNetApp) تحسين التخزين في الأجهزة، ما يوفر السرعة مع تبسيط الإدارة عبر البيئات الهجينة.

• أدوات إدارة البيانات: توفر أدوات إدارة البيانات الموحدة رؤية وتحكمًا عبر منظومة التخزين بأكملها، إلى جانب إمكانات الأمان والحوكمة.

يوفر تحسين التخزين مزايا متعددة تساعد المؤسسات على إدارة أحمال التشغيل كثيفة البيانات وأحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي في الوقت الحالي:

• تحسين الأداء: يرفع سرعات استرجاع البيانات ويقلل زمن الانتقال، ما يساعد الفرق على الاستجابة بسرعة ويساعد المستخدمين على الوصول إلى المعارف من دون تأخير.

• توفير التكاليف: يقلل من تكاليف التخزين من خلال الضغط وإزالة التكرار والتصنيف الذكي، ما يضمن أن المؤسسات تدفع فقط مقابل سعة التخزين التي تحتاجها.

• تمكين قابلية التوسع: يسمح بنمو البنية التحتية للتخزين مع زيادة حجم البيانات وتغير متطلبات الأعمال، من دون الحاجة إلى ضخ استثمارات هائلة في البنية التحتية.

• تعزيز إدارة البيانات: يؤتمت سياسات دورة الحياة الخاصة بنقل البيانات وأرشفتها وحذفها، مع تبسيط حوكمة البيانات.

• تحسين الأمان: يعزز حماية البيانات من خلال التشفير، والتخزين غير القابل للتغيير، وإدارة الوصول الدقيقة، وسجلات التدقيق الشاملة لضمان الامتثال.

• التكامل مع بُنى بحيرات البيانات: يدعم بيئات بحيرات البيانات وإستراتيجيات السحابة الأصلية لدعم التحليلات المتقدمة وأحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي.

• تعزيز الاستدامة: يقلل من استهلاك الطاقة وانبعاثات الكربون من خلال تحسين استخدام الموارد والتخصيص الذكي لمساحات التخزين.

يمكن للمؤسسات تطبيق تحسين التخزين على حالات استخدام الأعمال عبر أحمال التشغيل والبيئات المختلفة:

• أحمال تشغيل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي

• النسخ الاحتياطي والأرشفة

• الحوسبة عالية الأداء

• بيئات المحاكاة الافتراضية

تساعد الخطوات الإستراتيجية التالية المؤسسات على تحسين التخزين.

1. تقييم احتياجات التخزين: ابدأ بتقييم استهلاك مساحة التخزين الحالية لتحديد الموضع الذي سيكون للتحسين فيه أكبر تأثير وتحديد أحمال التشغيل التي ستستفيد أكثر من تحسين الأداء أو تقليل التكلفة.
2. تنفيذ إدارة البيانات الآلية: نفذ سياسات التصنيف الآلية ودورة الحياة لنقل البيانات بين أنواع التخزين المختلفة بناءً على أنماط الوصول، ما يقلل من العمليات اليدوية ويضمن وجود البيانات في أكثر المواقع فعالية من حيث التكلفة.
3. إجراء المراقبة الروتينية: يساعد تتبع مقاييس الأداء واتجاهات السعة المؤسسات على التغلب على تحديات إدارة التخزين قبل أن تؤثر في العمليات.
4. الاختبار قبل النشر: تحقق من صحة تغييرات التحسين في البيئات غير الإنتاجية أولاً لفهم تأثيرها في الأداء وسلوك التطبيقات قبل نشرها على نطاق واسع.
5. تلبية احتياجات العمل: تحكم في متطلبات الأداء مع كفاءة التكلفة، إلى جانب التخطيط لنمو البيانات في المستقبل. تدعم أفضل إستراتيجيات تحسين التخزين أولويات الأعمال من دون المبالغة في تطوير البنية التحتية.