摆脱本地存储依赖，数据库变身活跃实时引擎！无磁盘架构带来哪些变革？

航空航天数据处理难题

当摆脱对本地存储的依赖时，数据库会成为活跃的实时引擎，而非仅用于存储数据。2021 年，为一家航空航天制造商开发软件时，与机器学习团队探讨追踪 FOD（自由轨道碎片）的创新方法，这是该行业主要安全和运营问题。令人印象深刻的是产生的数 TB（甚至可达 PB）级的数据。硬件资源有限和数据压缩效率低下等传统问题，阻碍了前沿视觉学习模型和传统追踪解决方案的发展。团队虽能快速微调，但真正挑战是确保基础设施与数据规模同步扩展。

存储成航空航天系统性能瓶颈

在航空航天领域，系统性能取决于吸收和解读大量遥测数据流的速度，存储往往是潜在限制因素。单个测试周期产生数 TB 到 PB 级数据时，存储层短暂停顿都会成瓶颈。事件发生与系统写入、索引或检索数据间哪怕几毫秒延迟，不仅拖慢速度，还会在整个运行过程中累积影响。

传统数据库限制引发思考

传统数据库围绕磁盘限制和批量工作负载构建。那么当这些限制不再阻碍发展时，会发生什么呢？

无磁盘转型优势

无磁盘架构将计算与存储分离，移除本地持久化存储，避开传统限制。数据在内存中摄取和索引，对象存储在底层提供持久、弹性基础。这种设计加快数据摄取和检索速度，兼具对象存储弹性和持久性以及内存缓存速度。计算和存储可独立扩展，系统能持续扩展、自动恢复，适应变化的工作负载，无需计划停机或人工干预。无磁盘设计使数据可实时摄取、查询和处理，无需在成本、性能和规模间权衡。

磁盘为何成瓶颈

传统数据库围绕磁盘限制和事务性工作负载构建，数据摄取和检索延迟影响不大。但对于时间序列工作负载，如遥测、可观测性、物联网、工业或物理 AI 系统，这种延迟可能导致能否获取有效信息的巨大差异。无磁盘设计结合云存储弹性与内存索引和缓存速度，无需复杂高可用性（HA）设置或繁重编排，性能线性且可预测。

无磁盘架构好处

无磁盘架构带来诸多好处：一是高可用性，无需复杂复制操作，可实现多可用区（Multi - AZ）的数据持久化；二是零迁移，升级或迁移实例时无需移动数据；三是故障隔离，一个节点故障，另一个节点可继续处理请求，不会停机；四是简化扩展，可按需添加或移除节点。

磁盘消失带来的转变

当存储不再是限制因素，数据库整体性能将转变。团队无需围绕限制规划，可依赖随数据量增长仍能响应的系统，系统容量自动扩展，计算能力随需求同步增长。计算与存储分离简化操作，无需管理副本或设置故障隔离，对象存储自动提供冗余。企业可获得 PB 级存储、持续正常运行时间，以及能在本地、云端或混合环境中无缝适应的部署模式。

实时系统新基础

去除磁盘不仅是性能优化，更是范式转变。预测性维护系统可连续分析实时传感器遥测数据，而非夜间批量处理。工业控制系统可立即对异常情况做出反应，无需等待下游处理器。AI 和机器学习模型可基于实时数据流训练，而非缺乏上下文的静态快照。摆脱对本地存储的依赖，可消除一系列操作阻碍，数据库将成为活跃实时引擎，而非仅用于存储数据。

面向未来的架构设计

无磁盘设计是基础而非终点。未来十年，数据库将从单纯数据持久化管理向智能化驱动演进。无磁盘架构是迈向此方向的一步，它不仅让数据库运行更快，还提升其跟上现实世界节奏的能力。因为系统依赖实时决策时，数据库不能成为技术栈中最慢的环节。那么，无磁盘架构未来还会有怎样的发展呢？