智能時代的存儲演進

人工智能、大數(shù)據(jù)、云等新技術(shù)興起對存儲發(fā)展帶來哪些新的沖擊，浪潮存儲如何制定未來的發(fā)展路線？在日前的浪潮IPF2018大會上，浪潮存儲研發(fā)總監(jiān)李輝和Gartner VP Stanley，就智能時代的存儲演進共同接受了媒體采訪。

智能，拉近兩大平行世界

今天我們生活的世界，形成了兩個平行世界，一層是我們的物理世界，另一層則是由各種智能終端、傳感器、服務(wù)器、存儲設(shè)備所匯聚及衍生的數(shù)據(jù)及其交互行為，所形成的數(shù)字世界。這兩個世界并非割裂，而是通過數(shù)據(jù)載體來交互信息和進行融合。

Stanley在IPF2018演講

注：據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示， 2020年互聯(lián)設(shè)備達到260億臺，移動設(shè)備74億臺

因為數(shù)據(jù)承載著人們的社交信息，我們才能與世界每一個角落交流；因為數(shù)據(jù)記載了每一條道路的信息，自動駕駛才能平穩(wěn)地行駛于其上；也是因為數(shù)據(jù)匯聚了從訂單導(dǎo)入、工序制定到機床生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)的信息，智能產(chǎn)線才能開工運轉(zhuǎn)?？梢哉f，現(xiàn)在及未來任何一種商業(yè)模式、每個人的工作和生活，都將被數(shù)據(jù)及其內(nèi)蘊信息的智能應(yīng)用所改變。

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來看，只有站在兩個世界之上，跨越物理世界和數(shù)字世界的交點（即進行智能時代的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型），才能獲得完整的產(chǎn)業(yè)機會。而IT廠商的使命，就是為各行各業(yè)的再一次轉(zhuǎn)型提供專業(yè)的數(shù)字化產(chǎn)品和方案。

AI改變IO的本質(zhì)

“在智能時代，智能信息應(yīng)用和數(shù)據(jù)智能技術(shù)兩者是互促式創(chuàng)新?！盙artner VP Stanley表示。 “在數(shù)據(jù)存儲的歷史上，存儲面對的應(yīng)用是老三樣，即數(shù)據(jù)庫、文件和流媒體；今天，在智能時代驅(qū)動下，存儲要面對新三樣應(yīng)用，即Cloud、Big Data和AI，這是智能應(yīng)用的三層進階和實現(xiàn)路徑?！崩顺贝鎯ρ邪l(fā)總監(jiān)李輝表示。

新三樣的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)：規(guī)模、性能、共享與管理

老三樣應(yīng)用促使傳統(tǒng)存儲在性能、安全性、可靠性上有了比較好的解決方案，新三樣應(yīng)用對存儲提出了更多的要求。

在智能時代，數(shù)據(jù)成為核心資產(chǎn)和基礎(chǔ)生產(chǎn)資料，企業(yè)期望能做到數(shù)據(jù)及其所蘊藏信息的最大化共享。因此，李輝認為：“新三樣應(yīng)用不僅是把基礎(chǔ)設(shè)施的資源價值最大化地挖掘出來，更需要把整個數(shù)據(jù)資源——無論是關(guān)鍵數(shù)據(jù)，還是以前認為沒有價值的數(shù)據(jù)，價值都能夠最大化地挖掘出來、貢獻出來。其本質(zhì)上是基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)資源在超大規(guī)模應(yīng)用下進行共享的問題?！?/p>

這首先對存儲規(guī)模提出了挑戰(zhàn)。從云計算來看，云計算的應(yīng)用多達幾十種、上百種，客戶可能有幾百個、甚至上千個虛擬機，承載成千上萬個虛擬桌面。作為它的整個后臺，存儲集群會規(guī)模很大。從大數(shù)據(jù)或者AI來看，其數(shù)據(jù)量非常之龐大，可能擁有十億或者百億的文件，構(gòu)成一個龐大的數(shù)據(jù)鏈。這就決定了，大數(shù)據(jù)或AI需要借助一個很大的集群，包括服務(wù)器集群、存儲集群或GPU集群來服務(wù)上層業(yè)務(wù)。

其次，新三樣應(yīng)用對存儲性能提出了更大的挑戰(zhàn)。無論是面向文件和對象的OPS的性能，還是面向云虛擬機環(huán)境下IOPS的性能，新三樣應(yīng)用都帶來了第二個非常大的挑戰(zhàn)，就是性能一定要足夠高。比如現(xiàn)在一些應(yīng)用，已經(jīng)到了百萬級的IOPS，已經(jīng)到了TB級的帶寬。

第三，云、大數(shù)據(jù)、AI需要在設(shè)施資源和數(shù)據(jù)資源的共享基礎(chǔ)上進行再利用，這對數(shù)據(jù)的共享與管理帶來挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在及未來，客戶追求的是全局最大化共享，而不僅僅是局部或內(nèi)部共享。Stanley表示，“大數(shù)據(jù)或AI應(yīng)用實際上需要把一些之前扔掉的數(shù)據(jù)重新拿回來做分析，扔掉的數(shù)據(jù)反而會產(chǎn)生很大的價值?！崩钶x表示，“數(shù)據(jù)要實現(xiàn)共享、要流動的話，可能牽扯到幾百個乃至更多的數(shù)據(jù)存儲節(jié)點，涉及數(shù)萬個數(shù)據(jù)卷或者數(shù)百萬個文件。這些數(shù)據(jù)資源，需要通過統(tǒng)一架構(gòu)來支撐、統(tǒng)一管理平臺來調(diào)度和組織，在共享和管理上有很多技術(shù)上的挑戰(zhàn)?！?/p>

標(biāo)本兼治，以智變促質(zhì)變

新三樣對存儲系統(tǒng)帶來了更高的技術(shù)要求，主要集中在六大方面：存儲架構(gòu)與數(shù)據(jù)服務(wù)、存儲內(nèi)外的高速互聯(lián)、空間資源的超大規(guī)模池化、資源池內(nèi)數(shù)據(jù)的超高速流動（即匯聚和分發(fā)）、對上層應(yīng)用（尤其是云計算、大數(shù)據(jù)、AI應(yīng)用框架、平臺、生態(tài)）的超密對接、數(shù)據(jù)中心級的統(tǒng)一智能管理與調(diào)度。因為有上述需求，現(xiàn)在存儲的構(gòu)建方法和使用技術(shù)也有所改變。

對于這六大方面的技術(shù)需求，在存儲系統(tǒng)上應(yīng)標(biāo)本兼治。

云計算、大數(shù)據(jù)和AI是智能應(yīng)用的上層建筑，存儲與服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和云平臺則構(gòu)成基礎(chǔ)設(shè)施。首先，存儲作為基礎(chǔ)設(shè)施之一，其系統(tǒng)架構(gòu)是本。架構(gòu)的一致性和歸一性會給數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)實施帶來互聯(lián)互通、共享統(tǒng)管方面的保證，帶來全方位的CAPEX和OPEX節(jié)省。其次，生長于架構(gòu)上的新技術(shù)、新特性、新功能，則是標(biāo)，通過這些創(chuàng)新，存儲可以完美適配不同的應(yīng)用場景。

存儲架構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)在，主流的存儲架構(gòu)趨勢有兩個：

一個是傳統(tǒng)存儲（即磁盤存儲）的Scale-up縱向擴展架構(gòu)。通過對Scale-up架構(gòu)進行重構(gòu)，增加一定的Scale-out橫向擴展能力，以及更多技術(shù)特性和功能，可以更好地滿足智能時代新三樣應(yīng)用的架構(gòu)需求。比如增加高端存儲特性，滿足新三樣應(yīng)用的高端超高性能應(yīng)用；又如存儲在同一套架構(gòu)上支持磁盤、磁盤固態(tài)盤混合、全固態(tài)盤等多種介質(zhì)，提供磁盤存儲、混合存儲、全閃存儲等應(yīng)用模式，達到“統(tǒng)一存儲”的目的。

另一個主流架構(gòu)則是Scale-out，即分布式架構(gòu)。在數(shù)據(jù)量動輒PB級的時代，分布式存儲的應(yīng)用越來越廣泛。面向新應(yīng)用，分布式存儲最需要“All in One”架構(gòu)，即一套架構(gòu)支持文件、塊、對象和大數(shù)據(jù)等不同類型的數(shù)據(jù)服務(wù)。這種分布式存儲在架構(gòu)上的一致性，能保證在基礎(chǔ)設(shè)施層面就地分發(fā)數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)復(fù)制和遷移，減少部署和運維的復(fù)雜度，在一套技術(shù)體系內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全生命周期管理。

對于存儲規(guī)模來說，從應(yīng)用角度，PB級容量已經(jīng)是常態(tài)。十PB級、百PB級需求也已出現(xiàn)，不久的未來，一些大型客戶會出現(xiàn)EB級容量需求。對此，Stanley表示，“現(xiàn)在存儲技術(shù)比較廣泛適用的是橫向擴展的存儲系統(tǒng)——分布式存儲。它可以同時增加容量、計算力和帶寬。也就是說，容量增長的同時，計算力跟帶寬均呈線性增長。這就解決了擴展性的問題。分布式存儲發(fā)展到現(xiàn)在，其容量的衡量單位已經(jīng)是PB?！?/p>

Stanley在訪談現(xiàn)場

Stanley特別強調(diào)：“由于大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，如今數(shù)據(jù)增長的70%是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，所以比起IOPS，大數(shù)據(jù)更多關(guān)注帶寬、容量和成本。而HDD，即傳統(tǒng)介質(zhì)，在帶寬、容量方面相對于閃存更有競爭優(yōu)勢，而且它就是原始數(shù)據(jù)存儲的成本也更加低。所以如果要把之前扔掉的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在收回來，用于AI、大數(shù)據(jù)分析的話，混合存儲（磁盤和固態(tài)盤）架構(gòu)反而具備更多競爭優(yōu)勢?！?/p>

其次，對于數(shù)據(jù)訪問性能問題。關(guān)鍵應(yīng)用和虛擬機集群要求高IOPS，全閃存儲會是更好的選擇。一方面，全閃存儲使用固態(tài)存儲介質(zhì)技術(shù)，比如3D NAND閃存技術(shù)，還有一些新興介質(zhì)技術(shù)，比如3D xpoint。通過全閃存儲系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)全部固態(tài)硬盤化，可以大幅提高IOPS、時延和帶寬。另一方面過去20年里，主流的存儲介質(zhì)協(xié)議改變了很多。當(dāng)前主流的是SAS和SATA；NVMe和NVMe over Fabric也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此基礎(chǔ)之上，業(yè)界出現(xiàn)了NVMe固態(tài)硬盤。對比來看，NVMe SSD的高IOPS能力對比SAS SSD沒有更多改變，但是它的容量和擴展規(guī)模更大，更重要的是，時延能大幅降低。

Stanley表示，“基于固態(tài)存儲技術(shù)，我們還可以把一些存儲技術(shù)模塊打包，從快速存儲向內(nèi)存存儲來改變，帶動內(nèi)存計算技術(shù)的發(fā)展。這樣的話，內(nèi)存計算的方式發(fā)展起來之后，業(yè)界在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、應(yīng)用設(shè)計這些方面都要得到改變。所以說一個緯度的改變會帶動很多緯度的改變，包括這些應(yīng)用本質(zhì)的一些改變，應(yīng)用及其支撐的改變是相互的。”

場景驅(qū)動開發(fā)，互聯(lián)網(wǎng)+存儲

Stanley表示，“云計算的出現(xiàn)其實也改變了客戶的購買模式。因為很多的基礎(chǔ)設(shè)施上云之后，它的上面的數(shù)據(jù)也就上云了，其實跟本地的存儲形成了一種競爭的關(guān)系?！?/p>

李輝表示，現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心在快速演進，大部分的數(shù)據(jù)中心都會遵循某個模式來發(fā)展。像一些互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心，或者一些高性能計算的數(shù)據(jù)中心，會做得比較激進。這些數(shù)據(jù)中心主要是新建的，沒有一些固有的歷史包袱，它可以面向未來去更多的采用一些新架構(gòu)和新技術(shù)。政府或者企業(yè)的一些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，問題可能就會比較大一些。因為它既要上一些新興的應(yīng)用，同時還有一些過去建設(shè)了這么多年傳統(tǒng)的應(yīng)用，面臨的優(yōu)化、整合、數(shù)據(jù)上云、應(yīng)用上云等問題會比較多一些。

對此，浪潮存儲研發(fā)堅持“場景驅(qū)動開發(fā)”模式，即“以客戶為中心、以應(yīng)用為導(dǎo)向、以技術(shù)為基礎(chǔ)、以創(chuàng)新為橋梁”，把新技術(shù)和新應(yīng)用結(jié)合在一起，針對典型場景進行快速定制型開發(fā)和優(yōu)化，以最大限度地滿足用戶需求。浪潮存儲把新老應(yīng)用重新定義為傳統(tǒng)企業(yè)級應(yīng)用、視頻監(jiān)控、高性能計算、廣電媒資、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等七大一級場景，并將之分解為近百個二級場景。截止目前累計完成了近50個二級場景的定制和優(yōu)化，尤其是在云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等方面，已經(jīng)做了大量的定制和優(yōu)化工作。

比如，針對私有云內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的新老兼顧、優(yōu)化整合，浪潮增強了“異構(gòu)虛擬化”功能，支持業(yè)內(nèi)近90%、總計300多款存儲設(shè)備的異構(gòu)融合，能幫助用戶有效完成老系統(tǒng)升級、老設(shè)備利舊。又如，針對分布式存儲海量小文件的高性能處理要求，浪潮端到端優(yōu)化和增強了傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)聚合、服務(wù)集群、介質(zhì)分層等全流程上幾乎全部的處理模塊，“基本上我們是重構(gòu)了一遍”，李輝表示。當(dāng)前浪潮已經(jīng)把小文件處理能力從億級提升到了十億級，正在根據(jù)典型場景向百億級優(yōu)化。

“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是云計算、大數(shù)據(jù)和AI應(yīng)用的集成者、領(lǐng)先者和普及者。浪潮存儲既跟互聯(lián)網(wǎng)客戶合作，又跟政府和企業(yè)等非互聯(lián)網(wǎng)客戶合作，可以了解他們雙方各自的要求。在此基礎(chǔ)之上，通過浪潮存儲內(nèi)在的需求-開發(fā)-交付體系，創(chuàng)造互通有無、相互借鑒的創(chuàng)新橋梁?！崩钶x表示，“我們一方面可以針對包括互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的特定用戶的典型場景快速定制和優(yōu)化，另一方面又把相關(guān)優(yōu)化普及到其他用戶中去。借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維，借力互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，結(jié)伴互聯(lián)網(wǎng)用戶，這就是浪潮存儲的互聯(lián)網(wǎng)+?！?/p>

李輝在訪談現(xiàn)場

雙線發(fā)軔，高速發(fā)展

浪潮存儲在技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品布局上運籌帷幄，以求滿足云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能對企業(yè)存儲的需求。

在產(chǎn)品布局方面，十余年如一日，浪潮在Scale-up和Scale-out兩大架構(gòu)基礎(chǔ)上不斷進行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代。當(dāng)前浪潮存儲擁有兩大系列產(chǎn)品。一個是基于Scale-up架構(gòu)重構(gòu)而來的統(tǒng)一存儲系列，通過架構(gòu)革新和特性增強，在同一架構(gòu)下支持兩類存儲，智能存儲（磁盤存儲和混合存儲）G2、智能全閃G2-F；另一個是基于Scale-out架構(gòu)的海量存儲系列，即分布式存儲，同樣在同一架構(gòu)下支持兩類產(chǎn)品，即統(tǒng)一分布式存儲UDS、軟件定義存儲SDS，這一套架構(gòu)可以實現(xiàn)文件、塊、對象和大數(shù)據(jù)四種數(shù)據(jù)服務(wù)。

兩大系列浪潮存儲產(chǎn)品雙線發(fā)軔，已廣泛應(yīng)用于金融、公安、能源、通信、教育等行業(yè)，并得到了越來越多用戶的認可，并在金融、運營商、能源、政府、制造等眾多大型客戶中實現(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用。與此同時，浪潮存儲還與醫(yī)療、廣電、監(jiān)控等多個行業(yè)的ISV緊密合作，推出面向行業(yè)的聯(lián)合解決方案，成功服務(wù)于越來越多的客戶。

Gartner認為，云、大數(shù)據(jù)和AI應(yīng)用的高速增長，是數(shù)據(jù)存儲發(fā)展非常重要的推動力，會讓中國存儲市場保持比較健康的中高速發(fā)展速度。目前，中國存儲市場在全球存儲市場的占比只有8%，但中國經(jīng)濟總量在全球的占比已達18%。推而論之，中國存儲市場未來在全球存儲市場的占比將會越來越高，擁有很大的增長空間。

Stanley表示，“中國存儲廠商只要能通過技術(shù)創(chuàng)新，去幫助用戶設(shè)計架構(gòu)和建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，促進用戶做出更好的業(yè)務(wù)決策或者創(chuàng)建更多的業(yè)務(wù)機會，從而幫助企業(yè)增加收入。（中國存儲廠商）在商業(yè)方面就比較容易能夠成功?！?/p>

機會往往留給有準(zhǔn)備的人，浪潮存儲的技術(shù)和市場實力正在突飛猛進。2018年，浪潮存儲將聯(lián)合上千家合作伙伴，向中國存儲市場前二的目標(biāo)進發(fā)。