新型數(shù)據(jù)中心，風(fēng)口上的“新存儲(chǔ)”

7月4日，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》（以下簡(jiǎn)稱《計(jì)劃》），計(jì)劃用3年時(shí)間，基本形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色低碳、安全可靠的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。

新存儲(chǔ)、新網(wǎng)絡(luò)、新計(jì)算、新能源作為新型數(shù)據(jù)中心的四大件，存儲(chǔ)承載數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，計(jì)算處理數(shù)據(jù)，能源低碳保障數(shù)據(jù)中心運(yùn)行。筆者認(rèn)為，除了網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展、算力突飛猛進(jìn)這些顯性建設(shè)，存儲(chǔ)將成為“新型數(shù)據(jù)中心”目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的突破重點(diǎn)。

從新型數(shù)據(jù)中心IT架構(gòu)認(rèn)識(shí)存儲(chǔ)

存儲(chǔ) ≠ 硬盤。數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)承載的是千行百業(yè)的高價(jià)值數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不能丟、訪問不能停、訪問不能等是數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的關(guān)鍵特征。單個(gè)硬盤的容量、可靠性、性能不足以滿足高價(jià)值數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)的訴求。

數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)是軟硬件一體的專用設(shè)備，管理一堆不可靠、性能有限、容量小的硬盤，構(gòu)成高可靠、高性能、大容量的專業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

信息化時(shí)代發(fā)展起來的IT系統(tǒng)是政府、企業(yè)高效穩(wěn)定運(yùn)行的核心系統(tǒng)，業(yè)界稱為穩(wěn)態(tài)應(yīng)用。數(shù)字化時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI為千行百業(yè)注入了新的發(fā)展動(dòng)力，敏捷、彈性、智能是其核心特征，業(yè)界稱為敏態(tài)應(yīng)用。數(shù)據(jù)中心進(jìn)入穩(wěn)態(tài)+敏態(tài)的雙模IT架構(gòu)時(shí)代。

穩(wěn)態(tài)應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)的訴求是7×24小時(shí)的高效運(yùn)行。SSD（閃存盤）的可靠性是HDD（機(jī)械硬盤）的10倍，性能是HDD的100倍，因此全閃存存儲(chǔ)正在發(fā)展為穩(wěn)態(tài)應(yīng)用的存儲(chǔ)首選。

互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等敏態(tài)應(yīng)用的核心是從海量數(shù)據(jù)中挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的訴求是海量擴(kuò)展、高性能、一份數(shù)據(jù)同時(shí)支撐高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI多樣化分析應(yīng)用（HPDA）。海量擴(kuò)展、高性能、多協(xié)議互通的分布式HPDA存儲(chǔ)成為敏態(tài)存儲(chǔ)的創(chuàng)新熱點(diǎn)。

由上可見，各種創(chuàng)新的存儲(chǔ)技術(shù)正在成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵動(dòng)力，除了網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展、算力突飛猛進(jìn)等顯性建設(shè)，存儲(chǔ)將成為“新型數(shù)據(jù)中心”目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的突破重點(diǎn)。

首先，1:1同步建設(shè)存儲(chǔ)和算力，是算力提升賦能行動(dòng)實(shí)施的關(guān)鍵

新型數(shù)據(jù)中心算力提升賦能行動(dòng)的目標(biāo)是加速千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵除了強(qiáng)大的算力，更重要的是海量的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。全球領(lǐng)先國(guó)家都已經(jīng)制定了國(guó)家數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，未來的大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)將是數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)。

2020年統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，發(fā)達(dá)國(guó)家美國(guó)在存儲(chǔ)、計(jì)算的匹配比例（算力：容量）為1:1，相比而言，中國(guó)在存儲(chǔ)、計(jì)算的比例僅為1:2，比例嚴(yán)重地失衡，說明我們的數(shù)據(jù)資源還不夠豐富。

隨著國(guó)家數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的快速實(shí)施，可以預(yù)見中國(guó)千行百業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)將快速發(fā)展。因此新型數(shù)據(jù)中心在建設(shè)強(qiáng)大算力的同時(shí)，更需要同步建設(shè)承載海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，為國(guó)家數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)前的存算比例為參考，建議新型數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)、計(jì)算采用1:1比例。

第二，全閃存存儲(chǔ)促進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)固增強(qiáng)，帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心升級(jí)

工信部發(fā)布的新型數(shù)據(jù)中心重點(diǎn)任務(wù)之一是數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)固增強(qiáng)。作為數(shù)據(jù)中心IT棧的基礎(chǔ)，存儲(chǔ)是獨(dú)立自閉環(huán)的設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)的讀寫訪問協(xié)議，開放兼容數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算層應(yīng)用，最容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)固增強(qiáng)。

正如前面所述，SSD憑借高性能、高可靠的特性，已經(jīng)成為業(yè)界發(fā)展的趨勢(shì)。全面推進(jìn)SSD（硅介質(zhì)）替代HDD（磁介質(zhì)），硅進(jìn)磁退，將幫助穩(wěn)固增強(qiáng)新型數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有存儲(chǔ)廠家實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)固的全閃存存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈。

IDC中國(guó)外置存儲(chǔ)市場(chǎng)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2020年，全閃存存儲(chǔ)的中國(guó)市場(chǎng)占比達(dá)到18.9%，增速達(dá)到24.0%，高于全球市場(chǎng)的平均增長(zhǎng)率17.5%；但相比于全球占比達(dá)到39.9%的市場(chǎng)情況來看，中國(guó)市場(chǎng)仍需加快全閃存存儲(chǔ)的應(yīng)用。

IDC全球預(yù)測(cè)認(rèn)為，2020到2024年全閃存存儲(chǔ)將以7.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，占2024年外置存儲(chǔ)市場(chǎng)的一半以上。因此，為了助力新型數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)固增強(qiáng)，建議新型數(shù)據(jù)中心要求全閃存存儲(chǔ)占比50%。

第三，全閃存存儲(chǔ)、分布式HPDA存儲(chǔ)、存儲(chǔ)資源池，將大大促進(jìn)綠色低碳、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

新型數(shù)據(jù)中心另一重點(diǎn)任務(wù)是綠色低碳發(fā)展，引導(dǎo)新型數(shù)據(jù)中心走高效、清潔、集約、循環(huán)的綠色發(fā)展道路。根據(jù)2019年《點(diǎn)亮綠色云端：中國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗與可再生能源使用潛力研究》報(bào)告，2018年中國(guó)數(shù)據(jù)中心總用電量為1609億kWh，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)3000億kWh，年均增長(zhǎng)率10.6%。作為IT三大件（服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)）之一，預(yù)估數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備耗能為194億kWh，約占我國(guó)數(shù)據(jù)中心總能耗的12%。隨著新型數(shù)據(jù)中心的PUE降低，IT設(shè)備尤其是存儲(chǔ)設(shè)備的能耗占比將變得更為重要。

提升數(shù)據(jù)中心能源利用效率主要有兩個(gè)方向：一是降低數(shù)據(jù)中心PUE，PUE的降低代表了數(shù)據(jù)中心空調(diào)制冷等支撐設(shè)備的能耗占比降低。二是提升IT設(shè)備的能源利用效率，數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備高效節(jié)能是數(shù)字經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。新型數(shù)據(jù)中心除了PUE，應(yīng)該考慮單位存儲(chǔ)容量能耗（W/TB）納入數(shù)據(jù)中心綜合能源評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

SSD閃存盤不僅如前所述具備高性能、高可靠的特點(diǎn)，同樣具備綠色節(jié)能的巨大優(yōu)勢(shì)。最常用的高性能SAS（1.2TB）機(jī)械硬盤組成的存儲(chǔ)系統(tǒng)典型功耗約10.6W/TB。由于閃存盤去掉了機(jī)械機(jī)構(gòu)，增加了存儲(chǔ)密度，能耗顯著低于機(jī)械硬盤。以常用的SSD（3.84TB）閃存盤為例，其組成的存儲(chǔ)系統(tǒng)典型功耗約5.3W/TB，可降低約50%能耗。因此，新型數(shù)據(jù)中心要求全閃存存儲(chǔ)占比50%，將不僅助力新型數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)固增強(qiáng)，更將極大促進(jìn)新型數(shù)據(jù)中心的綠色低碳發(fā)展。

如前所述，全閃存存儲(chǔ)正在發(fā)展為穩(wěn)態(tài)應(yīng)用的存儲(chǔ)首選。而適用于敏態(tài)應(yīng)用的海量擴(kuò)展、高性能、多協(xié)議互通的分布式HPDA存儲(chǔ)，同樣是綠色低碳數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)建設(shè)的關(guān)鍵。因?yàn)镠PDA存儲(chǔ)將原來HPC（高性能計(jì)算）、大數(shù)據(jù)、AI的多個(gè)重復(fù)數(shù)據(jù)孤島，整合為一套高密度存儲(chǔ)，大幅提升存儲(chǔ)利用率。

在數(shù)據(jù)中心整體架構(gòu)層面，傳統(tǒng)的建設(shè)模式是以應(yīng)用為中心的煙囪IT。現(xiàn)在，資源池化的建設(shè)模式正在成為業(yè)界大勢(shì)。存儲(chǔ)資源池統(tǒng)一提供不同性能、可靠性等級(jí)的存儲(chǔ)資源，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在熱溫冷存儲(chǔ)之間的自動(dòng)分級(jí)流動(dòng)，從而最大程度在數(shù)據(jù)中心層面實(shí)現(xiàn)資源共享、綠色低碳。同時(shí)特別值得一提的是，隨著云轉(zhuǎn)型的深入，全球CIO們開始思考如何有效管理多種云平臺(tái)形成的云孤島。建設(shè)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一的多云管理平臺(tái)、多云共享的IT硬件資源池，成為CIO們共同的愿景。一池多云的IT架構(gòu)，將大幅提升IT硬件利用率，幫助CIO降低數(shù)據(jù)中心成本的同時(shí)，也將極大促進(jìn)新型數(shù)據(jù)中心的綠色低碳發(fā)展。

最后，存儲(chǔ)安全認(rèn)證、災(zāi)備數(shù)據(jù)保護(hù)將為新型數(shù)據(jù)中心提供安全可靠保障

安全可靠保障是新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)另一重點(diǎn)任務(wù)，包括提升網(wǎng)絡(luò)安全保障能力、提升新型數(shù)據(jù)中心可靠性兩個(gè)方向。

經(jīng)過多年的發(fā)展，存儲(chǔ)圍繞“三不兩永遠(yuǎn)”（數(shù)據(jù)不泄露、數(shù)據(jù)不被篡改、數(shù)據(jù)不丟失、業(yè)務(wù)永遠(yuǎn)在線、訪問永遠(yuǎn)合規(guī)），已經(jīng)構(gòu)建了完善的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)體系，國(guó)家也制定了針對(duì)存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)體系。

然而，針對(duì)分類存儲(chǔ)設(shè)備，我國(guó)還沒有形成強(qiáng)制的網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)認(rèn)證要求。實(shí)際數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)上線前，并沒有強(qiáng)制開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、隱患排查。因此，制定各類存儲(chǔ)設(shè)備的強(qiáng)制網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)認(rèn)證要求，是3年內(nèi)達(dá)成提升新型數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)安全保障能力的關(guān)鍵舉措。

提升新型數(shù)據(jù)中心可靠性，增強(qiáng)新型數(shù)據(jù)中心防火、防雷、防洪、抗震等保護(hù)能力，關(guān)鍵是數(shù)據(jù)中心災(zāi)備能力的建設(shè)。一方面是兩地三中心、多活數(shù)據(jù)中心災(zāi)備技術(shù)的研究，另一方面更關(guān)鍵的是災(zāi)備數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。

2019年，《信息安全技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基礎(chǔ)要求》GB/T 22239-2019，針對(duì)應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全規(guī)范了基礎(chǔ)設(shè)施災(zāi)備保護(hù)技術(shù)和管理要求。然而，我們還沒有形成針對(duì)各行業(yè)的細(xì)分信息系統(tǒng)災(zāi)備建設(shè)要求，導(dǎo)致影響數(shù)據(jù)中心實(shí)際災(zāi)備建設(shè)嚴(yán)重不足。美國(guó)數(shù)據(jù)保護(hù)在存儲(chǔ)投資中占比達(dá)到34%，而中國(guó)只有8%。因此，制定關(guān)鍵行業(yè)各類關(guān)鍵應(yīng)用的強(qiáng)制災(zāi)備等級(jí)認(rèn)證要求，是3年內(nèi)達(dá)成提升新型數(shù)據(jù)中心可靠性的關(guān)鍵舉措。

以數(shù)據(jù)為中心，構(gòu)建新型數(shù)據(jù)中心“新存儲(chǔ)”

新存儲(chǔ)、新網(wǎng)絡(luò)、新計(jì)算、新能源是新型數(shù)據(jù)中心的靈魂?！缎滦蛿?shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》的三大重點(diǎn)任務(wù)（產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)固增強(qiáng)、綠色低碳發(fā)展、安全可靠保障），將全面推進(jìn)新型數(shù)據(jù)中心新存儲(chǔ)的發(fā)展。

全閃存存儲(chǔ)、分布式HPDA存儲(chǔ)、存儲(chǔ)資源池、存儲(chǔ)安全認(rèn)證、災(zāi)備數(shù)據(jù)保護(hù)，將構(gòu)建“5新”存儲(chǔ)，奠定新型數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能、安全可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)建議：

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