智能時(shí)代的存儲(chǔ)演進(jìn)

人工智能、大數(shù)據(jù)、云等新技術(shù)興起對(duì)存儲(chǔ)發(fā)展帶來哪些新的沖擊，浪潮存儲(chǔ)如何制定未來的發(fā)展路線？在日前的浪潮IPF2018大會(huì)上，浪潮存儲(chǔ)研發(fā)總監(jiān)李輝和Gartner VP Stanley，就智能時(shí)代的存儲(chǔ)演進(jìn)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(gè)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(chǔ)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(gè)世界并非割裂，而是通過數(shù)據(jù)載體來交互信息和進(jìn)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(dá)到260億臺(tái)，移動(dòng)設(shè)備74億臺(tái)

因?yàn)閿?shù)據(jù)承載著人們的社交信息，我們才能與世界每一個(gè)角落交流；因?yàn)閿?shù)據(jù)記載了每一條道路的信息，自動(dòng)駕駛才能平穩(wěn)地行駛于其上；也是因?yàn)閿?shù)據(jù)匯聚了從訂單導(dǎo)入、工序制定到機(jī)床生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)的信息，智能產(chǎn)線才能開工運(yùn)轉(zhuǎn)。可以說，現(xiàn)在及未來任何一種商業(yè)模式、每個(gè)人的工作和生活，都將被數(shù)據(jù)及其內(nèi)蘊(yùn)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(gè)世界之上，跨越物理世界和數(shù)字世界的交點(diǎn)（即進(jìn)行智能時(shí)代的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型），才能獲得完整的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)。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(shí)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(chǔ)的歷史上，存儲(chǔ)面對(duì)的應(yīng)用是老三樣，即數(shù)據(jù)庫(kù)、文件和流媒體；今天，在智能時(shí)代驅(qū)動(dòng)下，存儲(chǔ)要面對(duì)新三樣應(yīng)用，即Cloud、Big Data和AI，這是智能應(yīng)用的三層進(jìn)階和實(shí)現(xiàn)路徑?！崩顺贝鎯?chǔ)研發(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(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)提出了更多的要求。

在智能時(shí)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(yùn)藏信息的最大化共享。因此，李輝認(rèn)為：“新三樣應(yīng)用不僅是把基礎(chǔ)設(shè)施的資源價(jià)值最大化地挖掘出來，更需要把整個(gè)數(shù)據(jù)資源——無(wú)論是關(guān)鍵數(shù)據(jù)，還是以前認(rèn)為沒有價(jià)值的數(shù)據(jù)，價(jià)值都能夠最大化地挖掘出來、貢獻(xiàn)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(jìn)行共享的問題?！?/p>

這首先對(duì)存儲(chǔ)規(guī)模提出了挑戰(zhàn)。從云計(jì)算來看，云計(jì)算的應(yīng)用多達(dá)幾十種、上百種，客戶可能有幾百個(gè)、甚至上千個(gè)虛擬機(jī)，承載成千上萬(wàn)個(gè)虛擬桌面。作為它的整個(gè)后臺(tái)，存儲(chǔ)集群會(huì)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(gè)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(gè)很大的集群，包括服務(wù)器集群、存儲(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)性能提出了更大的挑戰(zhàn)。無(wú)論是面向文件和對(duì)象的OPS的性能，還是面向云虛擬機(jī)環(huán)境下IOPS的性能，新三樣應(yīng)用都帶來了第二個(gè)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(wàn)級(jí)的IOPS，已經(jīng)到了TB級(jí)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(jìn)行再利用，這對(duì)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(shí)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(huì)產(chǎn)生很大的價(jià)值?！崩钶x表示，“數(shù)據(jù)要實(shí)現(xiàn)共享、要流動(dòng)的話，可能牽扯到幾百個(gè)乃至更多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，涉及數(shù)萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)卷或者數(shù)百萬(wàn)個(gè)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(tái)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)。”

標(biāo)本兼治，以智變促質(zhì)變

新三樣對(duì)存儲(chǔ)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(chǔ)架構(gòu)與數(shù)據(jù)服務(wù)、存儲(chǔ)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(dòng)（即匯聚和分發(fā)）、對(duì)上層應(yīng)用（尤其是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI應(yīng)用框架、平臺(tái)、生態(tài)）的超密對(duì)接、數(shù)據(jù)中心級(jí)的統(tǒng)一智能管理與調(diào)度。因?yàn)橛猩鲜鲂枨?，現(xiàn)在存儲(chǔ)的構(gòu)建方法和使用技術(shù)也有所改變。

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

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和AI是智能應(yīng)用的上層建筑，存儲(chǔ)與服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái)則構(gòu)成基礎(chǔ)設(shè)施。首先，存儲(chǔ)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(huì)給數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)實(shí)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(zhǎng)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(chǔ)可以完美適配不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

存儲(chǔ)架構(gòu)發(fā)展到現(xiàn)在，主流的存儲(chǔ)架構(gòu)趨勢(shì)有兩個(gè)：

一個(gè)是傳統(tǒng)存儲(chǔ)（即磁盤存儲(chǔ)）的Scale-up縱向擴(kuò)展架構(gòu)。通過對(duì)Scale-up架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，增加一定的Scale-out橫向擴(kuò)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(shí)代新三樣應(yīng)用的架構(gòu)需求。比如增加高端存儲(chǔ)特性，滿足新三樣應(yīng)用的高端超高性能應(yīng)用；又如存儲(chǔ)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(chǔ)、混合存儲(chǔ)、全閃存儲(chǔ)等應(yīng)用模式，達(dá)到“統(tǒng)一存儲(chǔ)”的目的。

另一個(gè)主流架構(gòu)則是Scale-out，即分布式架構(gòu)。在數(shù)據(jù)量動(dòng)輒PB級(jí)的時(shí)代，分布式存儲(chǔ)的應(yīng)用越來越廣泛。面向新應(yīng)用，分布式存儲(chǔ)最需要“All in One”架構(gòu)，即一套架構(gòu)支持文件、塊、對(duì)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(chǔ)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(yùn)維的復(fù)雜度，在一套技術(shù)體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全生命周期管理。

對(duì)于存儲(chǔ)規(guī)模來說，從應(yīng)用角度，PB級(jí)容量已經(jīng)是常態(tài)。十PB級(jí)、百PB級(jí)需求也已出現(xiàn)，不久的未來，一些大型客戶會(huì)出現(xiàn)EB級(jí)容量需求。對(duì)此，Stanley表示，“現(xiàn)在存儲(chǔ)技術(shù)比較廣泛適用的是橫向擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)——分布式存儲(chǔ)。它可以同時(shí)增加容量、計(jì)算力和帶寬。也就是說，容量增長(zhǎng)的同時(shí)，計(jì)算力跟帶寬均呈線性增長(zhǎng)。這就解決了擴(kuò)展性的問題。分布式存儲(chǔ)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(chǎng)

Stanley特別強(qiáng)調(diào)：“由于大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，如今數(shù)據(jù)增長(zhǎng)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(duì)于閃存更有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而且它就是原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)（磁盤和固態(tài)盤）架構(gòu)反而具備更多競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”

其次，對(duì)于數(shù)據(jù)訪問性能問題。關(guān)鍵應(yīng)用和虛擬機(jī)集群要求高IOPS，全閃存儲(chǔ)會(huì)是更好的選擇。一方面，全閃存儲(chǔ)使用固態(tài)存儲(chǔ)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(chǔ)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(shí)延和帶寬。另一方面過去20年里，主流的存儲(chǔ)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(duì)比來看，NVMe SSD的高IOPS能力對(duì)比SAS SSD沒有更多改變，但是它的容量和擴(kuò)展規(guī)模更大，更重要的是，時(shí)延能大幅降低。

Stanley表示，“基于固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)，我們還可以把一些存儲(chǔ)技術(shù)模塊打包，從快速存儲(chǔ)向內(nèi)存存儲(chǔ)來改變，帶動(dòng)內(nèi)存計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。這樣的話，內(nèi)存計(jì)算的方式發(fā)展起來之后，業(yè)界在數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用設(shè)計(jì)這些方面都要得到改變。所以說一個(gè)緯度的改變會(huì)帶動(dòng)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?！?/p>

場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)開發(fā)，互聯(lián)網(wǎng)+存儲(chǔ)

Stanley表示，“云計(jì)算的出現(xiàn)其實(shí)也改變了客戶的購(gòu)買模式。因?yàn)楹芏嗟幕A(chǔ)設(shè)施上云之后，它的上面的數(shù)據(jù)也就上云了，其實(shí)跟本地的存儲(chǔ)形成了一種競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系?！?/p>

李輝表示，現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心在快速演進(jìn)，大部分的數(shù)據(jù)中心都會(huì)遵循某個(gè)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(jì)算的數(shù)據(jù)中心，會(huì)做得比較激進(jìn)。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(huì)比較大一些。因?yàn)樗纫弦恍┬屡d的應(yīng)用，同時(shí)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(huì)比較多一些。

對(duì)此，浪潮存儲(chǔ)研發(fā)堅(jiān)持“場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)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(duì)典型場(chǎng)景進(jìn)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(chǔ)把新老應(yīng)用重新定義為傳統(tǒng)企業(yè)級(jí)應(yīng)用、視頻監(jiān)控、高性能計(jì)算、廣電媒資、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等七大一級(jí)場(chǎng)景，并將之分解為近百個(gè)二級(jí)場(chǎng)景。截止目前累計(jì)完成了近50個(gè)二級(jí)場(chǎng)景的定制和優(yōu)化，尤其是在云計(jì)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(duì)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(qiáng)了“異構(gòu)虛擬化”功能，支持業(yè)內(nèi)近90%、總計(jì)300多款存儲(chǔ)設(shè)備的異構(gòu)融合，能幫助用戶有效完成老系統(tǒng)升級(jí)、老設(shè)備利舊。又如，針對(duì)分布式存儲(chǔ)海量小文件的高性能處理要求，浪潮端到端優(yōu)化和增強(qiáng)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(jí)提升到了十億級(jí)，正在根據(jù)典型場(chǎng)景向百億級(jí)優(yōu)化。

“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是云計(jì)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(chǔ)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(chǔ)內(nèi)在的需求-開發(fā)-交付體系，創(chuàng)造互通有無(wú)、相互借鑒的創(chuàng)新橋梁?！崩钶x表示，“我們一方面可以針對(duì)包括互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的特定用戶的典型場(chǎng)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(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)+。”

李輝在訪談現(xiàn)場(chǎng)

雙線發(fā)軔，高速發(fā)展

浪潮存儲(chǔ)在技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品布局上運(yùn)籌帷幄，以求滿足云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)企業(yè)存儲(chǔ)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(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代。當(dāng)前浪潮存儲(chǔ)擁有兩大系列產(chǎn)品。一個(gè)是基于Scale-up架構(gòu)重構(gòu)而來的統(tǒng)一存儲(chǔ)系列，通過架構(gòu)革新和特性增強(qiáng)，在同一架構(gòu)下支持兩類存儲(chǔ)，智能存儲(chǔ)（磁盤存儲(chǔ)和混合存儲(chǔ)）G2、智能全閃G2-F；另一個(gè)是基于Scale-out架構(gòu)的海量存儲(chǔ)系列，即分布式存儲(chǔ)，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(chǔ)UDS、軟件定義存儲(chǔ)SDS，這一套架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)文件、塊、對(duì)象和大數(shù)據(jù)四種數(shù)據(jù)服務(wù)。

兩大系列浪潮存儲(chǔ)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(rèn)可，并在金融、運(yùn)營(yíng)商、能源、政府、制造等眾多大型客戶中實(shí)現(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用。與此同時(shí)，浪潮存儲(chǔ)還與醫(yī)療、廣電、監(jiān)控等多個(gè)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(rèn)為，云、大數(shù)據(jù)和AI應(yīng)用的高速增長(zhǎng)，是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展非常重要的推動(dòng)力，會(huì)讓中國(guó)存儲(chǔ)市場(chǎng)保持比較健康的中高速發(fā)展速度。目前，中國(guó)存儲(chǔ)市場(chǎng)在全球存儲(chǔ)市場(chǎng)的占比只有8%，但中國(guó)經(jīng)濟(jì)總量在全球的占比已達(dá)18%。推而論之，中國(guó)存儲(chǔ)市場(chǎng)未來在全球存儲(chǔ)市場(chǎng)的占比將會(huì)越來越高，擁有很大的增長(zhǎng)空間。

Stanley表示，“中國(guó)存儲(chǔ)廠商只要能通過技術(shù)創(chuàng)新，去幫助用戶設(shè)計(jì)架構(gòu)和建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，促進(jìn)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(jī)會(huì)，從而幫助企業(yè)增加收入。（中國(guó)存儲(chǔ)廠商）在商業(yè)方面就比較容易能夠成功。”

機(jī)會(huì)往往留給有準(zhǔn)備的人，浪潮存儲(chǔ)的技術(shù)和市場(chǎng)實(shí)力正在突飛猛進(jìn)。2018年，浪潮存儲(chǔ)將聯(lián)合上千家合作伙伴，向中國(guó)存儲(chǔ)市場(chǎng)前二的目標(biāo)進(jìn)發(fā)。