一家自動駕駛企業(yè),其自動駕駛訓練車隊每天數據增長量達到數十PB;一家中型三甲醫(yī)院每月光PACS系統(tǒng)就能產生數十TB的影像數據,并且對于性能要求極高;一家海上風電場,數千家風機的各種物聯網設備每天實時產生數據流,需要云、邊、端構建起強大的數據基礎設施才能支撐起如此規(guī)模的應用;一家直播巨頭,每月歸檔數據就高達數PB,并且需要隨時配合審計和法規(guī)要求調用歸檔數據……
相比過去,如今的應用在特點、規(guī)模、復雜度等方面是今非昔比。如果說用戶在業(yè)務層最直觀地感受到應用層的變化;那么,數據基礎架構廠商則在最底層敏銳地體驗到了新應用所帶來的變革。正如西部數據公司副總裁兼中國區(qū)業(yè)務總經理劉鋼所言:“如今業(yè)務場景的多樣化帶來了對于底層數據存儲的不同需求,不同應用對于性能、容量、時延、功耗、成本等也是不盡相同。”
西部數據公司副總裁兼中國區(qū)業(yè)務總經理劉鋼
也正因為如此,像西部數據這樣聚焦在數據基礎架構的廠商,近年來力推創(chuàng)新存儲架構--分層存儲,通過更加精細化的管理與分層,以及多種組合來滿足應用的需求。
創(chuàng)新存儲架構的“新”在哪里
所謂分層存儲,其實并不是一個新概念,自從SSD進入到數據中心之后,分層存儲概念就開始被業(yè)界所提及。但隨著用戶應用豐富化,以及存儲介質的加速發(fā)展,分層存儲其內涵出現了新的變化。
西部數據介紹,在新的存儲架構模型中,數據根據應用特點被分為了極熱存儲、熱存儲、溫存儲、冷存儲和極冷存儲共5種類型,這五種數據類型往往需要通過不同的存儲盤來滿足需求。
因此可見,所謂創(chuàng)新存儲架構,首先體現的就是存儲架構模型更加細分化,通過分而治之的策略讓應用數據存儲在合適的介質與產品上。例如,極熱存儲采用內存DRAM,熱存儲采用高性能SSD,溫存儲則采用主流的SSD/HDD,冷存儲適合采用傳統(tǒng)大容量企業(yè)級 HDD,極冷存儲則會考慮用SMR HDD來把一些隨機寫入變成順序寫入,更進一步地提高存儲的密度。
其次,具體到每一層存儲,都需要有更加創(chuàng)新的技術來支撐數據應用。以極冷存儲為例,主要應用在歸檔領域,印象之中似乎是藍光或者磁帶存儲產品的市場,但當前歸檔所面臨的數據規(guī)模,以及法規(guī)與審計對于歸檔數據調用,推動了新的創(chuàng)新發(fā)生。正如西部數據發(fā)布的20TB SMR HDD,在功耗、容量上不斷突破與創(chuàng)新,正在成為極冷存儲最為理想的存儲介質。
最后,雖然數據存儲架構正在走向分層,但并不意味著彼此孤立,而是需要在整體層面進行聯動與組合,以滿足數據中心應用多樣化的需求。
“在當前數據中心中,主要面臨數據增長迅速、存儲性能需求倍增、追求極致TCO以及構建綠色能耗體系這幾大核心的訴求。我們認為,更加細分和智能的分層存儲架構是滿足這些訴求最佳方式。”劉鋼表示道。
閃存如何帶來極致能力
在所有的存儲介質中,閃存無疑最受矚目的明星。隨著閃存容量、性能的穩(wěn)步提升,如何用好閃存也是當前很多用戶所面臨的挑戰(zhàn)。
對此,西部數據思路主要有兩點。其一,繼續(xù)對閃存進行細分,比如,西部數據Ultrastar DC NVMe SSD包括SN640、SN840:SN640適合混合負載的,大概70%讀30%寫的場景;SN840適合高性能應用場景,50%讀50%寫。從SN640到 SN840,IOPS從469K到780K,表面差別并不大,但是在技術上,從NAND顆粒到控制器連接通道的數量,都有很大的差異。
其二,西部數據所有閃存產品都采用了縱向集成的策略。所謂縱向集成,即集成完全自主的NAND Flash、SSD控制器和固件于一體,最大限度將閃存的性能和穩(wěn)定性發(fā)揮到極致。這種縱向集成所帶來的極致能力,顯然是當下用戶們在各種應用中最為迫切需要的。
劉鋼介紹道:“只有將NAND顆粒、控制器、固件做整體優(yōu)化,才能讓閃存的性能發(fā)揮到極致;同時,遇到大負載時,閃存的極致性能依然可以保持穩(wěn)定,西部數據恰恰能夠在這些方面做到業(yè)界領先?!?/p>
以西部數據Ultrastar DC NVMe SN640和SN840為例,其控制器中有兩塊芯片,分別處理前段FTL(Flash Transition Layer)和后端Flash Management。前端的FTL芯片包含多個獨立的處理器,同時處理I/O輸入輸出及內部的后臺優(yōu)化工作;后端FM芯片也包含獨立處理器多通道管理NAND FLASH。正因為如此,新款的西部數據Ultrastar DC SN840 NVMe SSD可以將性能波動控制在0.11%以內,其產品力不僅受到金融、運營商、互聯網、云服務廠商的廣泛青睞,更在今年ODCC上榮獲了綜合性能獎。
數據中心架構走向分解式
如果說存儲自上向下的分層是數據管理與應用走向細分化,那么數據中心架構走向分解式架構就是數據存儲資源加速走向高效共享化。
“接下來數據中心架構層面一個很大的變化就是分解式架構開始興起?!眲撊缡钦f。
在未來,存儲系統(tǒng)發(fā)展將會呈現出一種開放可組合兼容的分解式架構,其中作為計算核心的服務器被分解為DPU、GPU、FPGA、Memory、Flash、Disk、Tape等器件與CPU內存的資源組合,這些資源通過虛擬化技術結合場景進行組合,需要的時候對外提供,不需要的時候返還給資源池,從而實現彈性伸縮的效果。
實際上,分解式的架構帶來最為直接的好處就是,用戶并不用擔心底層存儲到底是何種技術組合,而是可以聚焦上層業(yè)務創(chuàng)新,根據業(yè)務需求特點來選擇不同的組合,實現存儲資源和效率的最大化,以及上層應用的最佳體驗。
當然,分解式架構的興起也必然會讓西部數據這種擁有全面產品線和產品組合的廠商更加如魚得水,西部數據在數據中心已經擁有高容量的企業(yè)級硬盤、企業(yè)級固態(tài)硬盤,以及高密度、高性能的JBOD&JBOF、NVMe-oF新型系統(tǒng)等一系列產品組合,可以為數據中心提供各種最優(yōu)組合。
“西部數據正在加速產品、技術研發(fā)的整合,并且會繼續(xù)跟市場上系統(tǒng)級的廠商、方案商、軟件公司一起合作,完善產品組合的搭配,讓其滿足不同用戶的需求?!眲撗a充道。
事實上,數據中心架構走向分散化的趨勢也跟當下新基建的潮流所吻合。眾所周知,新基建將會帶來基礎設施的又一輪革命,5G、人工智能、大數據、云計算等技術在各種業(yè)務場景中的應用,不僅會讓舊場景迎來新的智能化升級,也會迸發(fā)出更多新場景的創(chuàng)新,而落實在底層數據中心,對于數據基礎架構的性能、容量、能耗又提出了更高的要求。
“西部數據自身定位是數據基礎架構的領導者,成為新基建的關鍵部件提供商,為新基建提供智能的‘磚’和‘瓦’,以及規(guī)劃數據基礎架構,以滿足上層應用的各種需求?!蔽鞑繑祿靖笨偛眉嬷袊鴧^(qū)業(yè)務總經理劉鋼最后表示。
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