之前,有全球專業分析機構IDC的公開數據顯示,自2010年以來全球正式進入ZB時代,預計到2025年全球數據量估計將會增至175ZB。
那么,全球數據量高速增長的背后,到底是什么在推波助瀾呢?這又引發了另一個重要的問題,圍繞ZB時代的新數據應用需求,到底什么樣的存儲可能會更吃香呢?值得一看。
ZB新數據時代,到底什么存儲更吃香
大數據、AI、云計算、物聯網、5G等新興技術推波助瀾,讓數據爆炸式增長趨勢日益明顯,加上數據種類和來源多樣化,對于塊、文件、對象等多種類型存儲需求逐漸增強,新技術帶來新應用,新應用帶來新數據,對于數據處理微秒級響應、低時延等性能要求越來越高,還加上企業從業務驅動轉向數據驅動的新趨勢,快速挖掘數據價值也同樣備受矚目。
由此而言,數字化轉型下的多樣化數據需求必然對IT基礎設施提出了全新的挑戰,特別是關系企業用戶的數據資產價值的存儲系統面臨的挑戰更大,非結構化數據規模劇增,實時數據流暴增,數據多元難以統一管理,數據調用也面臨效率不高。
步入ZB時代,全行業的數字化轉型帶來了實時數據總量的激增,當前數據應用正在從“大數據”(Big Data)向需要更快、更及時處理的“快數據”(Fast Data)轉變。同時新存儲介質(如PM)、新協議(如PMoF、NVMeoF、RoCE)、新處理器(如DPU)、新系統總線(如CXL))等創新技術集中涌現,在需求和技術的雙輪驅動下,讓基于PM技術的新一輪存儲變革帶來了巨大的想象空間。
全球存儲觀察分析認為,ZB時代這一切的新數據變化,都迫使新的存儲技術與滿足企業用戶新數據應用需求自然而然地走在了一起。比SSD快百倍的PM(Persistent Memory)新介質進入大家的視野,基于PM進行存儲系統的技術創新成為新數據時代下存儲變革的重大新舉措。
那么新型介質PM到底能為企業用戶數字化加速帶來哪些具體的創新呢?
PM即持久內存(Persistent Memory),業界也有稱之為SCM存儲級內存(storage class memory),兼具DRAM低時延與NAND閃存大容量的特征,具備非易失性、字節尋址、極短的存取時間和固態無移動部件的四大特性。對計算機誕生以來從未改變過的DRAM+SSD+HDD的傳統存儲架構,帶來一次新的存儲革命。
在PM介質的創新上,如英特爾基于3D Xpoint介質推出了Optane傲騰產品,東芝基于BiCS架構推出了XL-Flash持久內存產品,三星也有Z-NAND低延遲的非易失性存儲產品,眾多存儲芯片巨頭紛紛聚焦PM介質的發展。其中英特爾的發展更為迅猛,不僅有了成熟的Optane傲騰產品進入行業實際應用中,同時還推出了遵循 SNIA 編程模型的一套持久內存開發套件 PMDK。PMDK可以幫助軟件來直接訪問持久內存設備而不需要經過文件系統的頁高速緩存、系統調用和驅動,減少了許多流程,避免了數據輸入/輸出(I/O)產生的開銷,大大降低數據延遲。它和SPDK一起極大地方便了面向新型介質的軟件開發。
由此而言,數字化轉型不僅僅是管理效率的提升,更要求生產系統效率的提升,ICT逐步成為企業的生產系統組成部分,從大數據到快數據,需要大 幅度提升海量數據的存取速度。PM存儲實現了存儲時延控制在10微秒級,實現存儲向內存通道遷移,讓數據更接近CPU處理器,在應對新數據存儲應用上可謂生逢其時,在ZB新數據時代下,PM存儲必然會“吃香的喝辣的”,并帶來全新的發展機會。作為定義數據新速度的存儲創新公司,UBIX泛聯信息通過PM和PM虛擬化技術的應用,實現存儲系統的存取速度躍升,改寫業界記錄,可以更好地滿足企業數字化轉型的新需求。
首發兩大新品,正在引領下一代存儲革命
從數據存儲發展歷史來看,磁帶存儲、磁盤存儲、SSD閃存存儲到現在的PM存儲,每一個重要的存儲變革期都與存儲介質有著密切的關系。
基于新一代存儲介質的創新,泛聯信息在全球率先提出PM虛擬化概念,并通過軟件重構充分使能PM,再次助推新型介質的應用創新,正在引領下一代存儲的革命。
UBIX泛聯信息總經理經寧分析認為,作為存儲行業的新進入者,UBIX泛聯信息雖然是一個存儲新公司,但是站在全球存儲產業變革的前沿,立足PM存儲創新求突破,也少了傳統企業級存儲廠商的歷史包袱,輕裝上陣,專注滿足ZB新數據時代下企業數字化轉型的業務應用訴求。泛聯信息不僅提出了PM虛擬化概念,而且還把PM虛擬化技術分步地以加速模式、主存儲模式以及新硬件形態模式應用到存儲產品中,并有機融入其他企業級存儲技術,構建更多創新性產品,推動數據存儲系統的創新發展。
為此,6月15日,UBIX泛聯信息正式對外發布了兩款支持PM特性的創新型存儲新品:分布式全閃存存儲UbiPower 18000和分布式海量存儲UbiScale 12000。
針對高性能計算的場景而設計,UbiPower 18000分布式全閃存高性能存儲,基于分布式架構對外提供文件存儲接口,并可以與許多創新計算框架如Spark、Tensorflow等實現無縫融合。
UbiPower 18000極致的性能表現,主要源自三大技術殺手锏的威力。殺手锏一,采用SSD加PM的高速介質組合,通過雙重虛擬化技術形成了PM虛擬化層和SSD虛擬化層,前者實現對集群元數據和小IO的存儲加速。
殺手锏二,系統軟件采用全新架構設計,在軟件中通過把系統處理資源與存儲介質資源的綁定,實現了軟件全用戶態運行,達到數據零拷貝以及免鎖調度,較傳統軟件模式明顯降低了系統讀寫時延。
殺手锏三,在節點間的連接網絡上采用了RoCE技術,RDMA協議承載于以太網,同樣支持IB網絡,保證了低時延互聯以及高性價比的目標達成。
在企業用戶最為關注的可靠性方面,UbiPower 18000采用了多級可靠性機制,包括了系統級可靠性、設備級可靠性和I/O級可靠性。系統最大可支持16+2的EC校驗,同時采用智能化技術手段實現了節點及部件健康狀態檢測。此外,針對I/O級可靠性方面采用端到端數據校驗,實現靜默數據校驗、修復。整體來看,作為“快數據”時代的更好選擇,UbiPower 18000為企業用戶帶來了極致的可靠性。
目前,剛剛新發布的UbiPower 18000系統集群最大支持256個節點,性能與容量可線性擴展,表現出了極致的擴展性。在應用中可以根據不同業務類型的需要,采用不同的PM與SSD的容量配比,勝任所有高性能數據分析場景以及機器學習等典型應用場景。
針對海量的非結構化數據存儲而設計,UbiScale 12000采用分布式去中心化全對稱架構設計,無集中元數據節點瓶頸,同時容量與性能實現線性擴展。對外提供對象存儲和文件存儲接口,完全勝任媒資文件存儲、視頻監控、二級存儲等典型業務應用場景。
在高擴展性方面,UbiScale 12000將所有節點的命名空間整合為統一命名空間,目前最大支持4096個節點,采用高密節點的存儲容量高達6.4EB。另外系統還支持把存儲空間從私有云彈性擴展到公有云,擴展后的存儲空間對應用透明,應用無需感知處理,可以更好應對企業數字化轉型中存儲對云的需求對接。
在高可靠性方面,UbiScale 12000為企業用戶提供全方位提供極致的企業級可靠性,一是針對集群間可靠,支持集群間同步與異步復制,多站點容災,保證業務連續性;二是針對集群級可靠,采用全對稱架構,無集中元數據中心節點,消除集中元數據節點帶來的可靠性瓶頸短板;三是針對對象級可靠,采用無限制的多版本數據安全控制,獨特的N+M=64大比例EC校驗,以及冗余編碼;四是針對塊級可靠,擁有靜默損壞修復功能,防止因存儲介質位衰減帶來的數據丟失;五是針對設備級可靠,實現了全方位系統健康監控,提前判斷系統風險,加上更好的硬件冗余設計,規避單點故障。
作為一款海量存儲產品,UbiScale 12000滿足用戶按需配置,在使用傳統磁盤作為主存儲介質時,同樣可通過使用PM對系統性能進行加速,PM可存儲元數據并緩沖小的對象和文件,從而提升小對象&小文件的讀寫性能,無論是IOPS性能還是系統時延指標,加速方案比無加速方案均有數量級的提升。
目前,首發UbiPower 18000和UbiScale 12000兩大新品,這只是圍繞PM虛擬化技術實現系列產品創新的研發第一階段。要引領下一代存儲革命,UBIX泛聯信息自然會更多的布局,下一步將沿著PM創新產品的整體規劃,對既有產品特性持續增強,并發布更多創新產品和方案,賦能ZB新數據時代下的企業數字化轉型與升級。
面向未來,要強“本手”創“妙手”減“俗手”
不過,在整個企業級存儲行業中,競爭一直非常激烈。在面向未來的PM創新之路上,引領并踐行從“大”數據到“快”數據的存儲行業變革,不僅成為了UBIX泛聯信息長期的發展目標,這也是長期的發展戰略。重視戰略價值的同時,必然離不開匹配有效的戰術來落地。全球存儲觀察分析認為,強“本手”、創“妙手”、減“俗手”成為了UBIX泛聯信息發展PM存儲的三大重要戰術。
堅持“本手”,就是不搞“人云亦云”的技術復制或拿來主義“微創新”,按照既有PM技術自研發展路徑,立足自身發展的根本,保持技術創新的定力,咬定數據存儲下一代革新的機遇,矢志不移,創新不止。
面向未來,堅持技術創新“本手”,強化技術創新作為面向PM自研的根本。面向PM虛擬化的創新,UBIX泛聯信息的思路也非常明確。一是,對業務系統中的數據進行分層,將熱數據存儲到基于內存總線的PM中。二是,各存儲節點采用高速低功耗互聯架構進行連接,通過虛擬化技術,把各節點分散的PM資源進行池化,形成面向大容量全熱數據的PM資源池。三是,以PM資源池為基礎,實現存儲系統的重構。
當然,面對高速的DIMM-PM而言,對軟件的全面重構,才能發揮PM的最佳能力。特別值得一提的是,在滿足企業用戶的新數據應用對存儲系統的時延苛刻要求上,UBIX泛聯信息做了許多優化工作。
在優化應對軟件棧時延的挑戰方面,新的軟件分層模式,打薄軟件棧深度,減少軟件消耗。同時采用用戶態Load/Store直通模式。深入低時延調度框架的研究,保障PM訪問時延防止因為調度而發生大幅度波動,提高時延穩定性。
在優化應對網絡時延的挑戰方面,隨著RDMA技術的不斷成熟,借助RDMA構建低時延網絡成為構建高性能存儲系統的主要解決方案,同時對通信設備軟件棧垂直優化。
用好“妙手”,就是在兩大產品或往后更多存儲新品推出進入行業應用實際場景,夯實行業應用落地能力,借助上下游生態布局,構建研發、技術、合作、服務的全生態體系,實現守正開放生態,久久為功,行穩致遠。
當前,自主可控是國家信息化建設的關鍵目標,泛聯信息擁有存儲軟件全棧的研發能力,獨立自主知識產權,軟件棧可適配不同硬件平臺,可以實現存儲產品線全棧的自主研發、生產、升級、維護的全程可控,借助自研的優勢積極參與本土企業主導的數字生態建設。用好生態合作“妙手”,創造更多上下游伙伴的合作機會,構建更廣泛的合作體系,以此豐富對企業數字化轉型與升級的支持能力。
力戒“俗手”,就是盡量避開與現有企業級數據存儲巨頭有著重復產品的正面交鋒,從PM相關技術發展大趨勢出發,差異化布局產品陣營,以更快速、更貼身企業數字化應用的新一代存儲產品贏得用戶的選擇,避免進入企業級存儲采購同質化競爭紅海,不落入傳統企業級存儲市場的俗套,堅持產品差異化發展之路。
企業級數據存儲發展到而今,同質化競爭十分普遍,在傳統存儲陣列價格戰硝煙彌漫的當下,力戒產品同質化“俗手”,唯有減少同質化的價格競爭,提升差異化的競爭能力,才能將新一代存儲技術推向更高的發展階段。
由此可見,當前,全行業數字化轉型在不斷加速,在PM存儲的創新領域,UBIX泛聯信息為企業數字化轉型與升級的新數據存儲需求,帶來了更多的創新選擇。當然,企業用戶的需求始終在變化,并且還會變得越來越快,數據不停,創新不止。數據存儲唯有以變應萬變,這也意味著在PM存儲領域將誕生更多的創新產品與方案。面向未來,值得期待。