一、 什么是数据分层存储
数据分层存储也叫层级存储管理(HSM)，指的是存储系统自动将数据从高速高成本存储向低速低成本存储复制数据，并且在需要时，又将数据从低成本存储向高成本存储复制数据的一种技术。不同存储设备的单位存储成本有高有低，这也是支持数据分层存储的重要原因。理想情况下，常用数据会存储在高速设备上，而不太常用的数据存储在低速设备上。在宏观上，数据可以在不同的设备之间进行数据复制迁移，分层保存。基于同样的理由，也可在更小的范围内进行数据分层。比如在同一个磁盘的不同磁道之间进行分层，或者在不同速率磁盘的之间进行分层等。
分层存储是一个由来已久的概念，内存与CPU的高速一二级缓存就是分层存储的一个非常典型的例子，并且这样的设计安排确实在提高CPU的性能上起到了至关重要的作用。第二个典型例子就操作系统的磁盘缓存技术，则是通过在内部存储与外部存储之间进行数据的分层以达到加快磁盘访问速度的一种实用技术。
二、 数据分层技术的应用
分层存储是通过将不同类别的数据分别存储到不同类型的存储介质上，目的是提高存储效率，减少总体拥有成本(TCO)。分层存储可节省多达50%的存储使用成本，使得它成为无差别容量配置的一种有吸引力的方案。下图揭示了单位成本与容量在分层中的关系曲线：
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图1 分层存储成本曲线
单位成本高的介质，一般来说配置容量小，这样才能有效地减少TCO，反之亦然。对于备份与归档等类型的应用，恰当应用分层存储技术，可极大地节省整个方案的总体拥有成本。备份与归档的数据通常拥有许多重复数据，然而这些数据只在数据需要恢复时，或者需要查询其中的数据时，才会使用得到。如果我们采用无差别的配置方案，也就是说，全部使用快速在线或者近线存储，需要在容量上保证服务的执行，这将是一笔巨大的开销。一个可选的方案是将这些备份或者归档的数据存放在诸磁带这类的介质中，那么在满足容量的需求时，也不会使得成本大幅增加。
有时分层存储的使用，在于整合部门或者企业当中不同架构之间的存储设备。wikibon.org进行的终端用户研究显示在硬件和软件上每花1元，还要额外花0.5元在数据迁移和阵列使用期间的配置上面。通过分层存储，这一数字可以降低到每1元硬件软件只花低于0.1元在迁移和配置上。
其次，存储的另一个作用就像内存与CPU缓冲作用一样，用于提高数据访问的性能。也就是将常访问的数据存放在高速介质上，而其他的数据存放在成本较低，但是容量较大的慢速介质上。这样在访问常用数据时，使用的数据读取时间较少，从而加快了磁盘存取速度。这种分层技术的主要目的在于以较少的成本代价，提高存储介质的访问速度。
内存的存取速度通常比磁盘存取速度快上几个数量级，因此在磁盘与内存之间还是有很大的性能提升空间。如果我们如法炮制地在内存与磁盘之间加上另一个高速磁盘缓存，这样在不大幅增加成本的情况下，取得较好访问性能。我们称这样的技术为磁盘分层技术。
