全閃存存儲(chǔ)的歷史性時(shí)刻到來！
Gartner最新數(shù)據(jù)顯示，2023年第一季度全球外部存儲(chǔ)市場同比增長0.5%；其中，全閃存陣列同比增長3.6%，市場規(guī)模超過非全閃存陣列，占整個(gè)外部存儲(chǔ)市場收入的50.4%。
這標(biāo)志著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)市場的拐點(diǎn)已來臨。過去幾年，全球經(jīng)濟(jì)和市場經(jīng)歷了大的動(dòng)蕩與變化，全閃存存儲(chǔ)依然能穿越周期和保持增長，實(shí)屬難能可貴。
與此同時(shí)，隨著千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型步入深水區(qū)，數(shù)據(jù)已然成為數(shù)字化時(shí)代的核心生產(chǎn)要素、戰(zhàn)略資源以及價(jià)值創(chuàng)造的基礎(chǔ)，大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、大模型等新應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，既帶來PB級(jí)容量、千萬IOPS、智能化管理等全新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，也加速驅(qū)動(dòng)著一個(gè)全閃存時(shí)代的到來。
全閃存為何能當(dāng)?shù)?/strong>
很長一段時(shí)間內(nèi)，外部存儲(chǔ)系統(tǒng)領(lǐng)域一直都是傳統(tǒng)機(jī)械硬盤唱主角，直到2008年閃存才正式在高端存儲(chǔ)系統(tǒng)中得到應(yīng)用。2010年左右，Violin Memory、PureStorage、XtremIO等大批全閃存陣列初創(chuàng)公司的出現(xiàn)，標(biāo)志著全閃存系統(tǒng)浪潮的興起。
從傳統(tǒng)機(jī)械硬盤到閃存，不僅僅是介質(zhì)的一次升級(jí)，更意味著數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的一次重構(gòu)。
眾所周知，傳統(tǒng)機(jī)械硬盤近年來陷入技術(shù)瓶頸，在容量密度、性能等方面增長緩慢，使得基于機(jī)械硬盤的傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)愈發(fā)難以滿足各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求；相反，基于閃存的全閃存儲(chǔ)具備高密度、高可靠、高性能、低延遲、低能耗等特征，逐漸成為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的主力軍。
歸根結(jié)底，用戶在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求層面發(fā)生的根本性變化，是推動(dòng)全閃存儲(chǔ)逐漸獲得用戶青睞的一大動(dòng)因，也使得全閃存在數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域徹底打開市場局面：
其一、全閃存適用的應(yīng)用場景正呈現(xiàn)出多點(diǎn)開花的局面。過去，人們普遍認(rèn)為全閃存只適合那些要求百萬IOPS和毫秒延遲的數(shù)據(jù)庫等核心業(yè)務(wù)場景；事實(shí)上，當(dāng)前全閃存所承載的業(yè)務(wù)場景遠(yuǎn)比過去豐富，除了數(shù)據(jù)庫、ERP、虛擬化等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用之外，像自動(dòng)駕駛、大模型、大數(shù)據(jù)分析、分布式數(shù)據(jù)庫等新興應(yīng)用均是首選全閃存。
例如，在各種大促場景中，很多金融機(jī)構(gòu)用戶會(huì)利用全閃存來應(yīng)對(duì)短時(shí)間內(nèi)的流量高峰；在智慧醫(yī)療場景，醫(yī)院會(huì)通過全閃存來支撐起多臺(tái)醫(yī)療設(shè)備對(duì)于PACS系統(tǒng)同時(shí)連續(xù)寫入，為各種人群提供良好的體驗(yàn)；在大模型訓(xùn)練場景，頻繁從數(shù)據(jù)集讀取Token非常容易形成實(shí)時(shí)高并發(fā)的海量小IO，需要全閃存的大帶寬、高IOPS來匹配業(yè)務(wù)需求……
其二、應(yīng)用場景對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的需求正變得極度渴望，也讓全閃存如魚得水。眾所周知，“天下武功唯快不破”，在數(shù)據(jù)成為價(jià)值創(chuàng)新基礎(chǔ)的今天，企業(yè)對(duì)于業(yè)務(wù)決策、產(chǎn)品研發(fā)、用戶體驗(yàn)優(yōu)化等也是“快”字當(dāng)頭，直接驅(qū)動(dòng)著對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能的需求。
以當(dāng)前已在智能客服、生物識(shí)別、互聯(lián)網(wǎng)金融、精準(zhǔn)營銷等場景中廣泛落地的AIGC為例，其在金融虛擬客服應(yīng)用場景中，往往模型參數(shù)達(dá)到千億級(jí)，原始數(shù)據(jù)高達(dá)PB級(jí)，具有持續(xù)的低延時(shí)和高帶寬等業(yè)務(wù)特性，全閃存在大模型訓(xùn)練和推理場景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，AIGC領(lǐng)域的用戶們幾乎清一色選擇全閃存。
其三、數(shù)據(jù)中心近年來設(shè)備數(shù)量大幅增加，無形中增加了數(shù)據(jù)中心運(yùn)維管理的成本與復(fù)雜性，并對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性帶來了更多風(fēng)險(xiǎn)，而在同等性能與容量的情況下，全閃存無疑能夠帶來更有效且精簡的基礎(chǔ)設(shè)施，并且具備比傳統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備更高的可靠性。
其四、隨著雙碳目標(biāo)的提出，越來越多企業(yè)有著節(jié)能降耗的壓力。在相同容量、相同性能的情況下，全閃存存儲(chǔ)的設(shè)備數(shù)量、能耗和空間要遠(yuǎn)低于基于機(jī)械硬盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)。相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測，到2025年，數(shù)據(jù)中心能耗將占全球總能耗4.5%，這其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)又是數(shù)據(jù)中心的能耗大戶，采用全閃存來降低能耗已經(jīng)成為越來越多用戶的選擇。
除了用戶需求層面的驅(qū)動(dòng)外，全閃存在閃存介質(zhì)、接口協(xié)議、軟件架構(gòu)以及應(yīng)用生態(tài)支持等方面也取得長足進(jìn)步和全面蛻變，真正實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外兼修和軟硬兼施，契合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的變化。
技術(shù)生態(tài)迎來全面蛻變
某種程度而言，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的變化與閃存技術(shù)的發(fā)展就像一場雙向奔赴，彼此獲得價(jià)值實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，也讓數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施獲得徹底重構(gòu)。在這場雙向奔赴中，全閃存儲(chǔ)就像一股催化劑，加速了重構(gòu)的速度與范圍。
具體來看，閃存性能雖出眾，但成本一直相對(duì)較高，這與很多用戶持續(xù)的數(shù)據(jù)增長需求不匹配。為此，閃存介質(zhì)近年來飛速發(fā)展，在容量和成本上獲得大幅突破。最新QLC SSD容量最高達(dá)到驚人的61.44TB，容量增長速度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)機(jī)械硬盤；另外，閃存成本也在持續(xù)下降，IDC預(yù)測SSD每GB價(jià)格預(yù)計(jì)在2020-2025年以19%的年復(fù)合增長率下降，預(yù)計(jì)到2025年會(huì)低于2.5寸10000轉(zhuǎn)機(jī)械硬盤的價(jià)格。
事實(shí)上，今年以來，多家企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)廠商均表示會(huì)推出基于QLC SSD的全閃存儲(chǔ)，有望進(jìn)一步推動(dòng)閃存成本的下降。
除了閃存價(jià)值之外，全閃存儲(chǔ)也推動(dòng)數(shù)據(jù)中心接口與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議獲得了脫胎換骨般的變化。眾所周知，傳統(tǒng)SATA/SAS等接口協(xié)議均是在傳統(tǒng)機(jī)械硬盤時(shí)代的產(chǎn)物，無論是帶寬、延遲等等均無法與閃存介質(zhì)的高性相匹配。因此，NVMe協(xié)議近年來獲得迅速發(fā)展，NVMe大幅提升帶寬、可連接性和傳輸性，產(chǎn)業(yè)鏈上下游推動(dòng)NVMe成為數(shù)據(jù)中心主流協(xié)議，像NVMe Over Fabrics等存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)也獲得飛速發(fā)展。
在軟件層面，企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)廠商過去多年里一直致力于基于閃存的軟件架構(gòu)和堆棧功能的重塑，逐步實(shí)現(xiàn)了復(fù)制、重刪等功能在閃存環(huán)境下的重新設(shè)計(jì)與持續(xù)優(yōu)化；在生態(tài)層面，像操作系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫等廠商也加大了對(duì)于閃存環(huán)境的匹配。
此外，為了最大限度地發(fā)揮閃存性能、容量和成本的優(yōu)勢(shì)，有一部分企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)廠商率先行動(dòng)，近年來全力推動(dòng)閃存全棧化技術(shù)創(chuàng)新策略的落地。其中，浪潮信息就是典型代表。
浪潮信息是閃存全棧化技術(shù)創(chuàng)新的代表
為實(shí)現(xiàn)閃存極致性能的發(fā)揮，浪潮信息將核心能力深入到存儲(chǔ)部件級(jí)，從SSD高速存儲(chǔ)介質(zhì)、存儲(chǔ)軟件到全閃系統(tǒng)進(jìn)行全鏈條的聯(lián)調(diào)優(yōu)化。這種閃存全?；膭?chuàng)新策略，讓閃存性能潛力發(fā)揮無死角，并真正帶來閃存成本的下降，實(shí)現(xiàn)性能與成本的最優(yōu)。例如，浪潮信息已經(jīng)構(gòu)建起基于閃存原生的iTurbo 智能加速引擎，加上盤控協(xié)同、ZNS數(shù)據(jù)分流等技術(shù)、ROW追加謝、全局垃圾數(shù)據(jù)回收算法等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)性能的持續(xù)提升以及每GB成本大幅下降。得益于閃存全棧創(chuàng)新策略，浪潮高端全閃HF18000、分布式存儲(chǔ)AS13000等多次在SPC-1性能測試中奪魁。
更加重要的是，用戶側(cè)對(duì)于生成式AI的快速普及，人工智能正在成為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展未來最大的牽引力，隨著GPU等算力部署的深入，以全閃存、混閃為代表的存力重要性日漸上升，從數(shù)據(jù)容量、帶寬、訪問頻率以及成本等多個(gè)因素綜合考量，未來數(shù)據(jù)中心在實(shí)踐中需要形成算力、閃存和混閃的1:1:1黃金比例，以滿足人工智能等需求。
生成式AI分為數(shù)據(jù)歸集、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)訓(xùn)練、數(shù)據(jù)推理和數(shù)據(jù)歸檔５個(gè)階段。從業(yè)務(wù)架構(gòu)來看，從一開始的獲取原始數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)清洗、拼接、標(biāo)記，再到數(shù)據(jù)并行、在線推理部署到最后的數(shù)據(jù)遷移歸檔，都對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提出了不同的要求，例如小文件讀寫、大文件逐行寫順序?qū)?、大文件讀一次加載等。數(shù)據(jù)歸集和準(zhǔn)備階段更多地要求大容量、多協(xié)議共享，數(shù)據(jù)訓(xùn)練和推理階段更多是對(duì)百萬級(jí)IOPS、１００GB帶寬的要求，數(shù)據(jù)歸檔階段則需滿足冷數(shù)據(jù)的遷移、長期保存和歸檔。
根據(jù)需求不同，在生成式AI全階段科學(xué)合理地布局全閃、混閃存儲(chǔ)是關(guān)鍵。例如，從性能角度來看，英偉達(dá)官方建議，一臺(tái)GPU算力節(jié)點(diǎn)設(shè)備的最高要求寫帶寬要求20GBps，讀帶寬要求40GBps，而一個(gè)全閃存節(jié)點(diǎn)寫帶寬是20GBps，讀帶寬在20-50GBps，計(jì)算節(jié)點(diǎn)與全閃存節(jié)點(diǎn)的數(shù)量比例接近1：1；另外，從數(shù)據(jù)容量和訪問頻率來看，一個(gè)模型系統(tǒng)中80%的數(shù)據(jù)會(huì)由熱變冷，還需要長期保存訓(xùn)練過程中多個(gè)CheckPoint文件，契合熱數(shù)據(jù)與溫冷數(shù)據(jù)容量配置1:10的規(guī)律，而一個(gè)全閃存節(jié)點(diǎn)容量通常為50-100TB，一個(gè)混閃節(jié)點(diǎn)的容量通常為500-1000TB，按照1:1來配置全閃節(jié)點(diǎn)和混閃節(jié)點(diǎn)，無疑從數(shù)據(jù)全生命周期維度保障了人工智能應(yīng)用各種階段的需求。
因此，像以浪潮信息為代表的全閃存廠商認(rèn)為，秉承“以應(yīng)用為導(dǎo)向，以系統(tǒng)為中心”的數(shù)據(jù)中心建設(shè)理念，算力、全閃存、混閃形成1:1:1黃金比例模式，加速推動(dòng)全閃存產(chǎn)品與技術(shù)在數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用，為未來的AIGC、大模型等人工智能應(yīng)用夯實(shí)基礎(chǔ)。
無疑，近年來產(chǎn)業(yè)界最大著力點(diǎn)就是從數(shù)據(jù)中心技術(shù)生態(tài)和需求生態(tài)出發(fā)，從各種維度推動(dòng)全閃存在數(shù)據(jù)中心的普及，甚至在全閃存儲(chǔ)中優(yōu)先融入像機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、云原生等先進(jìn)技術(shù)，讓全閃存儲(chǔ)率先走向智能化管理與運(yùn)維，進(jìn)一步提升全閃存儲(chǔ)的易用性，從而加速全閃存時(shí)代的到來。
全閃存市場未來還得看中國
為什么全閃存市場未來還得看中國？
當(dāng)前，全球外部存儲(chǔ)市場近年來受到各種因素波及，處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，非全閃存儲(chǔ)則出現(xiàn)了持續(xù)下滑，全靠全閃存來支撐整體市場的平穩(wěn)。IDC預(yù)測認(rèn)為，未來五年全閃存將以7.5%的年復(fù)合增長率增長?？梢耘袛啵磥砣W存會(huì)繼續(xù)加速替代非全閃的步伐，營收占比還將持續(xù)提升，而市場的核心焦點(diǎn)會(huì)在中國市場。
之所以會(huì)如此，首先是中國全閃存儲(chǔ)的市場潛力不可小覷。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，歐美成熟市場的全閃存比例已較高，替代非全閃的潛力空間逐漸變小，中國全閃存儲(chǔ)的市場占比當(dāng)前僅僅只有25%左右，未來在金融、政府、電信、制造、交通、醫(yī)療、能源等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。
事實(shí)上，隨著中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)占比持續(xù)提升，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化提速，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在未來依然有著巨大的需求。最新《中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告（2023）》報(bào)告顯示，2022年中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到50萬億元占GDP比重達(dá)到41.5％，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化占到數(shù)字經(jīng)濟(jì)的比例上升到81%，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步融合，未來必然會(huì)加速全閃存儲(chǔ)在各個(gè)行業(yè)業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用。
其次，相比于其他競爭對(duì)手，中國全閃存儲(chǔ)廠商已是當(dāng)前市場增長的主力軍，浪潮信息等廠商在集中式全閃和分布式全閃等多個(gè)細(xì)分市場增速明顯高于市場平均增速。以浪潮信息為例，Gartner數(shù)據(jù)顯示，在今年第一季度中，浪潮信息存儲(chǔ)全閃存出貨裝機(jī)容量以10.4%的全球市場份額，位列全球前三、中國第一；IDC數(shù)據(jù)則表明，浪潮信息第一季度銷售額和出貨量位居中國前二，出貨量同比大幅增長310%，增長速度領(lǐng)跑市場。
第三，中國規(guī)模龐大且復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景更有利于全閃存產(chǎn)品的錘煉與成長，這兩年中國全閃存儲(chǔ)產(chǎn)品在各種權(quán)威測試中的優(yōu)異表現(xiàn)就是一種體現(xiàn)。
例如，中國制造業(yè)正在加速升級(jí)，在業(yè)務(wù)場景中開始大量融入物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器視覺、AI等技術(shù)，不僅產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行敏捷分析，全閃存的性能、容量等優(yōu)勢(shì)在場景中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在運(yùn)營商領(lǐng)域，運(yùn)營商正加速向云服務(wù)等業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，需要一個(gè)高性能、大容量的全新基礎(chǔ)設(shè)施作為數(shù)字底座，這其中分布式全閃存起到重要的支撐作用。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，每天需要產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，并對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，全閃存支撐起自動(dòng)駕駛從數(shù)據(jù)處理到訓(xùn)練的多個(gè)環(huán)節(jié)……
正是中國市場這些領(lǐng)先場景的驅(qū)動(dòng)，讓中國全閃存儲(chǔ)的產(chǎn)品與技術(shù)競爭力得以持續(xù)提升。以浪潮信息高端全閃存儲(chǔ)HF18000為例，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用金融、運(yùn)營商、車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛等多個(gè)業(yè)務(wù)場景之中，為各種關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供最為可靠的性能保障。
綜合觀察，全閃存儲(chǔ)的市場拐點(diǎn)的確已經(jīng)到來，一個(gè)全閃存的時(shí)代離我們?cè)絹碓浇?。在閃存成本不斷下降和閃存相關(guān)技術(shù)不斷取得突破的趨勢(shì)下，全閃存儲(chǔ)有望進(jìn)一步在更多業(yè)務(wù)場景中得到應(yīng)用。面向未來，IDC預(yù)測中國企業(yè)級(jí)全閃存儲(chǔ)市場未來依然會(huì)保持著9%以上的增長，中國市場有望引領(lǐng)未來市場的增長；而以浪潮信息為代表的中國全閃存儲(chǔ)廠商憑借多年的技術(shù)積累與行業(yè)實(shí)踐，未來有望在全閃存儲(chǔ)這條賽道中書寫中國奇跡。
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