過(guò)去的十年間，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能等新型應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，這不止提高了對(duì)計(jì)算能力的要求，也促使由Facebook等互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭發(fā)起的OCP（開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目），在此期間誕生且飛速發(fā)展。項(xiàng)目秉持著分享創(chuàng)新和專利開(kāi)源理念，以發(fā)展面向下一代數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、存儲(chǔ)等創(chuàng)新硬件，成為了業(yè)界的重要潮流之一。
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) IDC 的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，OCP基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)規(guī)模將在未來(lái)5年內(nèi)保持16.6%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，并在2024年達(dá)到338億美元。屆時(shí)符合OCP標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器在全球服務(wù)器中所占的比例，也將從2020年的18%提升至24%。
存儲(chǔ)能力作為開(kāi)放計(jì)算項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)發(fā)展的過(guò)程中不可忽視的一部分，與計(jì)算能力有著密不可分的關(guān)系。從數(shù)據(jù)的深度挖掘和分析，到其商業(yè)價(jià)值的最終實(shí)現(xiàn)，都是以存儲(chǔ)為前提的。因此，開(kāi)放計(jì)算的持續(xù)進(jìn)步，在對(duì)基礎(chǔ)計(jì)算單元服務(wù)器不斷進(jìn)行創(chuàng)新的同時(shí)，也對(duì)存儲(chǔ)架構(gòu)提出新挑戰(zhàn)。
這種挑戰(zhàn)來(lái)自多個(gè)維度：首先是數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)帶來(lái)的容量挑戰(zhàn)。根據(jù)預(yù)測(cè)，僅2024年一年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就有143ZB，但即便數(shù)據(jù)增長(zhǎng)如此快速，但最終也只有不到2%的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)下來(lái)，即大概1.6到1.9ZB；其次是人工智能等通過(guò)計(jì)算支持基于數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)和決策的應(yīng)用，帶來(lái)了快速訪問(wèn)數(shù)據(jù)的需求；然后是成本負(fù)擔(dān)的加重，因?yàn)楹茈y以較低的成本實(shí)現(xiàn)同種介質(zhì)既滿足快數(shù)據(jù)又滿足大數(shù)據(jù)的需求；以及在開(kāi)放計(jì)算背景下的節(jié)能挑戰(zhàn)。
在7月27日北京舉行的第三屆開(kāi)放計(jì)算中國(guó)社區(qū)技術(shù)峰會(huì)（OCP China Day）上，西部數(shù)據(jù)公司副總裁兼中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)總經(jīng)理劉鋼表示：“用戶在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)τ诖鎯?chǔ)方面亟需滿足的需求就是大容量、快速訪問(wèn)、降低成本和降低能耗。但是，很難有一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)或是存儲(chǔ)設(shè)備，能夠同時(shí)滿足這四個(gè)方面的需求。這在一定程度上體現(xiàn)出了硬盤(pán)和基于閃存的固態(tài)盤(pán)協(xié)同發(fā)展的必然性，也說(shuō)明了市場(chǎng)需要?jiǎng)?chuàng)新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)各方面、各種存儲(chǔ)場(chǎng)景的需求。”
在西部數(shù)據(jù)看來(lái)，不同類型的數(shù)據(jù)有著不同的使用頻率和場(chǎng)景，需要不同的數(shù)據(jù)處理方式，自然也需要不同的存儲(chǔ)解決方案，于是乎，就有了西部數(shù)據(jù)針對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求提出的創(chuàng)新存儲(chǔ)架構(gòu)：分層存儲(chǔ)。例如極熱存儲(chǔ)適用于內(nèi)存、持續(xù)低延時(shí)的應(yīng)用，熱存儲(chǔ)適用于低延時(shí)、高IOPS、高帶寬的應(yīng)用如HPC，溫存儲(chǔ)適用于有較高性能IOPS和帶寬要求的應(yīng)用如AI訓(xùn)練，冷存儲(chǔ)適用于多次讀取和高容量需求的存儲(chǔ)備份等應(yīng)用，極冷存儲(chǔ)適用于大塊寫(xiě)入的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)歸檔。針對(duì)這些不同的存儲(chǔ)解決方案使用不同的存儲(chǔ)產(chǎn)品，便可在兼顧性能與成本的同時(shí)，滿足用戶多元、快速變化的需求，進(jìn)而優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)架構(gòu)，達(dá)到最佳的存儲(chǔ)效果，并幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更低的TCO（總體擁有成本）。
以IDC行業(yè)為例，如今的數(shù)據(jù)中心使用的最大容量硬盤(pán)大概在18TB的CMR和20TB的SMR，這兩種盤(pán)分別應(yīng)對(duì)冷數(shù)據(jù)和極冷數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，但去年同一時(shí)期，數(shù)據(jù)中心大容量硬盤(pán)普遍是14TB。單盤(pán)容量密度提高帶來(lái)的是整體數(shù)據(jù)中心的部署及運(yùn)營(yíng)成本的降低。在配置不變的前提下，14TB到18TB的提升，即可實(shí)現(xiàn)減少22%服務(wù)器的部署和降低21%每TB的功耗，并最終帶來(lái)17%的TCO降低。
但硬盤(pán)容量的增加也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。那就是當(dāng)磁盤(pán)碟片密度增加時(shí)，由于碟片之間、磁頭與碟片之間的距離更近，硬盤(pán)會(huì)更容易受到服務(wù)器內(nèi)部的噪聲、振動(dòng)等外界干擾的影響，造成非常大的性能變化。另一方面，硬盤(pán)密度的增加會(huì)使服務(wù)器風(fēng)扇功率、頻率和速度也隨之上升，反過(guò)來(lái)又加劇了對(duì)硬盤(pán)的干擾。根據(jù)西部數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，聲波產(chǎn)生的聲壓對(duì)硬盤(pán)的影響占比約80%，遠(yuǎn)超其他結(jié)構(gòu)性振動(dòng)帶來(lái)的20%的影響。對(duì)此，西部數(shù)據(jù)專為聲學(xué)主導(dǎo)環(huán)境開(kāi)發(fā)了新工具：西部數(shù)據(jù) Vibro-Acoustic工具，用于準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)聲壓的變化以及它對(duì)于硬盤(pán)性能帶來(lái)的影響，來(lái)保證部署高密度存儲(chǔ)設(shè)備的時(shí)候能夠讓存儲(chǔ)和整體設(shè)備保持高性能。
當(dāng)然，在踐行存儲(chǔ)架構(gòu)改革的道路上，西部數(shù)據(jù)也不是孤身一人，攜手浪潮聯(lián)合推出的分布式存儲(chǔ)解決方案，基于西部數(shù)據(jù)Ultrastar DC HC550 CMR HDD 18T硬盤(pán)和浪潮NF5466M5服務(wù)器，部署快速、運(yùn)維方便，有助于減少分布式存儲(chǔ)相關(guān)異常情況造成的損失，而基于西部數(shù)據(jù)HDD的騰訊云對(duì)象存儲(chǔ)解決方案，通過(guò)將騰訊的無(wú)目錄層次結(jié)構(gòu)、無(wú)數(shù)據(jù)格式限制、可容納海量數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)服務(wù)Tencent COS，以及騰訊應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化的高密度存儲(chǔ)服務(wù)器與西部數(shù)據(jù)16T/18T企業(yè)級(jí)硬盤(pán)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)桶空間無(wú)容量上限擴(kuò)展，并大幅提高了Tencent COS的使用效率、可靠性與安全性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了成本最優(yōu)。西部數(shù)據(jù)一直在與第三方的軟件公司進(jìn)行分布式存儲(chǔ)相關(guān)的開(kāi)發(fā)和生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。
除了大數(shù)據(jù)、高密度存儲(chǔ)的解決方案之外，上文也提到了開(kāi)放計(jì)算同樣面對(duì)著以快數(shù)據(jù)為主的，快速的、高性能的計(jì)算需求。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的解決方案是用高性能的SSD（如Ultrastar DC SN840 NVMe SSD）滿足極熱數(shù)據(jù)的需求，以及用主流SSD（如Ultrastar DC SN640 NVMe SSD）滿足熱數(shù)據(jù)以及溫?cái)?shù)據(jù)的需求。
西部數(shù)據(jù)在面對(duì)SSD日益增長(zhǎng)的密度與容量需求時(shí)充滿信心，因?yàn)槌祟I(lǐng)先的閃存技術(shù)外，西部數(shù)據(jù)還具備非常重要的先決條件：大規(guī)模的Flash生產(chǎn)和供應(yīng)能力。西部數(shù)據(jù)及其合作伙伴鎧俠一起大概擁有全世界34.9%的Flash的產(chǎn)能，同時(shí)，西部數(shù)據(jù)也構(gòu)建了全世界最大的千兆晶圓廠，足以實(shí)現(xiàn)規(guī)模優(yōu)勢(shì)。
規(guī)模優(yōu)勢(shì)使得西部數(shù)據(jù)可以最快投入最新的閃存技術(shù)，以其最新發(fā)布的第六代3D閃存技術(shù)舉例，它在增加層數(shù)的同時(shí)，將每層的橫向密度提高了約10%，從而將每片晶圓的比特?cái)?shù)大幅提高了約70%，在極大降低成本的同時(shí)也使得性能得到了飛躍。
在固態(tài)硬盤(pán)的縱向集成方面，西部數(shù)據(jù)也有不小的領(lǐng)先。集成完全自主的NAND Flash、控制器和固件于一體，有利于性能和穩(wěn)定性的提升與優(yōu)化，達(dá)到持續(xù)、穩(wěn)定的高性能。西部數(shù)據(jù)還創(chuàng)新了分區(qū)存儲(chǔ)概念，在去年ZNS進(jìn)入NVMe 1.4標(biāo)準(zhǔn)之后，今年推出了相應(yīng)對(duì)產(chǎn)品。與傳統(tǒng)SSD寫(xiě)入時(shí)相比，同樣在發(fā)生垃圾回收的情況下，采用分區(qū)存儲(chǔ)技術(shù)的Ultrastar DC ZN540 ZNS SSD即使沒(méi)有預(yù)留空間，寫(xiě)入性能也幾乎沒(méi)有下降，既降低了成本，又在時(shí)延方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
而在計(jì)算架構(gòu)方面，隨著技術(shù)的迭代更新，未來(lái)的架構(gòu)會(huì)呈現(xiàn)出“存算分離”的趨勢(shì)，將傳統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分解，這些關(guān)鍵的資源不會(huì)依賴于某一臺(tái)設(shè)備，也不會(huì)只被一臺(tái)設(shè)備訪問(wèn)，它會(huì)被高速的網(wǎng)絡(luò)連接，進(jìn)行資源池化和共享，構(gòu)成開(kāi)放式可組合的分解式架構(gòu)，這也是未來(lái)開(kāi)放計(jì)算硬件部分的一大趨勢(shì)。
因此，存儲(chǔ)資源也勢(shì)必會(huì)在未來(lái)進(jìn)行分解和池化，讓服務(wù)集群共享，以西部數(shù)據(jù)支持NVMe-over-Fabric技術(shù)的OpenFlex Data24 NVMe-oF存儲(chǔ)平臺(tái)來(lái)說(shuō)，它能支持24個(gè)高性能的固態(tài)盤(pán)通過(guò)低延遲的以太網(wǎng)連接被服務(wù)器集群使用，相當(dāng)于每一臺(tái)服務(wù)器里面都有了快速的固態(tài)盤(pán)，能夠提供快數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，這樣既能夠做到設(shè)備之間的數(shù)據(jù)的共享，也能夠降低成本。
“西部數(shù)據(jù)提供的存儲(chǔ)解決方案不只是在云端，包括邊和終端，是從芯片到系統(tǒng)，從云到邊到端的全線存儲(chǔ)解決方案。從計(jì)算設(shè)備到IoT的設(shè)備，再到數(shù)據(jù)中心高密度的硬盤(pán)、SSD和平臺(tái)的解決方案，隨著開(kāi)放計(jì)算擴(kuò)展到除了數(shù)據(jù)中心以外更多的地方，西部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方案和存儲(chǔ)產(chǎn)品也能相應(yīng)地支持和配合開(kāi)放計(jì)算的發(fā)展。”劉鋼表示。
十年之間，擁抱開(kāi)放計(jì)算的公司與日俱增，這不僅僅是因?yàn)殚_(kāi)放計(jì)算獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更得益于公開(kāi)、共享的設(shè)計(jì)思維。隨著開(kāi)放計(jì)算生態(tài)的逐步完善和發(fā)展，創(chuàng)新的邊界將會(huì)進(jìn)一步被打破，更多的技術(shù)融合可能會(huì)在意想不到之處發(fā)生，開(kāi)放計(jì)算所推動(dòng)的技術(shù)革新或許讓下一代數(shù)據(jù)中心超乎人們的想象。而西部數(shù)據(jù)所提供的全新的技術(shù)創(chuàng)造、更優(yōu)化的產(chǎn)品和可擴(kuò)展、高可靠性、低延時(shí)、高性能及成本最優(yōu)的解決方案，正在賦能傳統(tǒng)和新一代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心以及5G、AI、邊緣計(jì)算等新興應(yīng)用場(chǎng)景，不斷推動(dòng)數(shù)據(jù)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施朝著低碳增效的方向健康發(fā)展。
