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  • 中國數據存儲服務平臺

    西部數據劉鋼:創新存儲架構,迎接數智未來

    11月18日,西部數據公司副總裁兼中國區業務總經理劉鋼在2020中國數據與存儲峰會上發表題為《創新存儲架構,迎接數智未來》的主題演講。數字化時代,數字是生產力,是石油,相對工業時代的石油,在數字化的演進當中,數據的存儲的場景也在發生變化,從終端到邊緣到核心,從數據的采集、處理、傳輸到分析存儲,對整個數據的存儲,提出了各種各樣的要求,既有對數據容量的需求,功耗的需求,也有對數據時延的需求還有成本的需求,所以針對不同的數據存儲的場景,用戶需要不同的存儲方案。

    從NAND顆粒到整個的數據中心的存儲系統,西部數據都有完整的產品和解決方案,你可以看到我們的產品被應用到多種場景,既包含了手機、照相機、還有PC機,甚至是自動駕駛的場景,同時也可以看到,在數據中心的云計算和大規模的數據存儲的場景,甚至我們也有JBOD和JBOF,這樣高密度的存儲服務器和設備。在多種的存儲場景當中,我們也看到,其中尤以數據中心的存儲場景和應用發展更為迅猛。

    18T會成為企業級硬盤的主要容量點

    在企業級的存儲,尤其是在數據中心里面的存儲,需求快速增長,這個增長不只是來自于我們想到的SSD的容量的增長,總的容量增長非常迅速,其實企業級的硬盤的總的容量也非常迅速,我們看到年化增長率的話,企業級的SSD年化增長率大概是47%,企業級的硬盤增長率其實也非???,39%,那么企業級的硬盤年化增長率是怎么來實現的?它其實并不是通過盤的數量來實現的,而是盤的密度和盤的容量來實現的。

    在過去的兩年當中,從12T到14T這是主要的容量節點,再到今年我們看到16T成為一個相對主要的容量點,但是今年的第四季度開始,到明年的全年,18T會成為企業級硬盤的主要容量點,帶來了很多密度上的增長和進展。

    除了企業級硬盤的容量的增長和密度的增長以外,在企業級的固態盤部分我們也看到這樣的趨勢,那就是一方面對于速度和時延的要求NVMePCIe的接口,成為一個主要的固態盤的接口,大概超過大概百分之七八十以上的固態盤接口未來會變成NVMe的接口的。

    另外,在NVMe接口里,我們可以看到Gen4就是第四代的NVMePCIe的接口會逐漸的出現,尤其是明年的下半年,隨著整個服務器平臺的演進,NVMe的Gen4這個部分,也逐漸會增長。

    企業級固態盤市場的發展趨勢從總體來說,今年以絕大部分95%以上,以Gen3為主,明年最主要的NVMe的接口還會是Gen3,而隨著服務器的平臺演進,下半年Gen4逐漸開始成熟。

    企業級存儲架構仍面臨巨大挑戰

    隨著數據的快速增長,用戶對大容量有了新的需求,還有一部分用戶的需求,其實不只是要存儲更多的數據,用戶需要很多數據得到實時的處理,實時的分析,來提供預測,甚至來支持及時的交易,這個時候用戶對時延、吞吐量也有很多的要求,對于存儲性能的需求,要求也快速增加,同時,還需要能夠在持續降低存儲的總體成本TCO,另外還有功耗本身也是數據中心的一個很重要的需求,所以這四個方面的需求,是用戶對企業級數據中心的存儲提出了新的要求,

    我們通常也知道,有三件事情你不可能同時得到,大容量、低時延還有低成本,這三件事情其中能同時到兩件事情,可能比較容易,任何一種存儲介質存儲方案能讓你實現其中兩件事,你找到一個存儲介質和存儲方案,實現三件事情通常是比較難的,也導致了我們談到的對數據中心的存儲架構我們要進行創新,有新的存儲架構,可以幫助我們更好的用適當的存儲介質,來滿足用戶相應的需求。

    今天我們看到的存儲架構的分層,針對用戶的需求,需要持續的低延時的時候,需要持續高IOPS的時候,你可能需要的是極熱存儲和熱存儲,把這份應用用戶的需求定位極熱存儲和熱存儲,還有一部分是用戶需要高的IOPS,但是并不是需要持續的高IOPS,有帶寬的要求,性能的峰值要求有的時候要求比較高,也不是特別穩定的,不是總需要持續高的性能要求,那個時候我們叫溫存儲,還有一份我們叫冷存儲,用戶會有少量的寫入,多次讀取,這叫冷存儲,還有一種我們看到是極冷存儲,這就像在金融、醫療,甚至是廣電行業,我們看到一些數據的長期的歸檔這種存儲,這個通常會是一次寫入,極少讀取,這部分我們叫做極冷存儲。

    優化存儲架構,契合用戶業務場景

    針對這五種不同的對存儲的需求,用戶的使用場景,其實我們不能用一種存儲方案來滿足,我們需要用存儲分層來滿足他們,那就是我們用DRAM和高性能的SSD來滿足極熱存儲和熱存儲的需求,然后用主流的SSD來滿足溫存儲需求,用傳統的CMR大容量硬盤來滿足冷存儲要求,用最新型的疊瓦式的大容量盤的SMR HDD來滿足極冷存儲的需求,很多用戶分為上下兩部分,把極熱、熱存儲部分叫做快數據,往下追求容量的部分,我們叫做大數據,對用戶既有對快數據的需求,也有對大數據的需求。

    針對冷存儲和極冷存儲,西部數據的相應解決方案和產品是什么,現在冷存儲最新的解決方案是CMR的,16T和18T的兩種大容量的高密度存儲硬盤解決方案。極冷存儲,在這個部分,目前的最新產品是20T的SMR,大家可能會想到容量的提高,對用戶帶來什么好處呢?對用戶帶來的好處,可能用戶說我增加了新的大容量也盤,是不是成本會提高?其實總體的用戶成本反而會降低,因為你的存儲密度變高了。

    舉例子,像行業用戶通常會使用到8T的硬盤比較多,在很多行業我們看到用戶還在使用8T的盤,但是實際上現在空氣盤的最大容量已經提到了10T了,我們也看到很多的行業用戶積極的從8T到10T,從8T遷移到10T的空氣盤,在企業級的數據中心或者應用里,帶來了什么好處?這個突騎施做了一個很好的分析。

    存儲密度提高了25%,功耗降低了21%,但同時由于密度的提高,讓你的服務器達到同樣的容量,服務器的使用減少了20%,導致了總體的擁有成本里面的部署成本至少降低了10%,同時由于長期的減少了功耗,和減少了空間的占用,實際上總體的長期的擁有成本降低的話,其實比10%還多,所以用戶只是從8T的空氣盤升級到10T的空氣盤,就得到這樣的好處,這是對于企業用戶或者行業用戶用的比較多的容量點8T到10T。

    對于互聯網服務來講,他們其實用的硬盤的容量點,還更加的大和高密度,我們看到云客戶,現在通常的容量點,去年可能是12T,今年我們看到有很多14T容量點的使用,從這個季度開始,我們看到越來越多的互聯網的客戶把容量點從14T提高到了18T,我們已經看到很多的項目已經到了18T,這個時候從14T到18T的遷移,給用戶帶來什么好處?首先,存儲密度提高了29%,功耗降低了21%,服務器的使用量同樣的容量總體容量,服務器的使用減少22%,部署成本降低了11%,長期的TCO甚至會更多,因為你降低了功耗,降低了使用的空間,所以我們在冷存儲和極冷存儲當中讓我們從容量點8T到10T,對于企業級用戶,或者從14T到18T對云客戶來講,給用戶帶來的好處,對存儲的系統帶來的總體的成本的降低,密度的提高,還有功耗的降低。

    剛剛講完的是冷存儲和極冷存儲,那么存儲分層里,我們還有熱存儲,和溫存儲,熱存儲相當于在計算密集型的節點的時候,你需要高性能的訪問數據,低時延,高帶寬,對于這樣的用戶的存儲需求,WD會有高性能的固態盤840這個在今年的6月份發布了,尤其適合場景是50%讀和50%寫,這種寫比較密集型的應用場景里,它能夠做到的DWPD耐擦鞋次數有1和3兩種,而且它的通道數高達16通道,性能非常好,尤其適合熱存儲。

    溫存儲,我們已經有大量的部署640產品,在過去的一年中,有很多的客戶在部署,還有一些客戶在測試,目前大概部署測試客戶加起來在全球有一百多家,這個部分我們也看到,它比較適合主流的存儲場景,大概70%的讀,30%的寫,它的DWPD有0.8和2兩種,非常適合混合的工作負載的應用場景,來滿足這部分用戶的需求,這是兩條主要的NVMe的固態盤的產品線,這兩個可以進一步的看到,他們在數據中心的應用場景里面的適用范圍,可以看到針對混合隨機工作負載,比較適用這一款640,它針對的應用場景大概是這些,有云存儲,讀取密集型的工作負載,還有在線的數據分析OLAP,還有一些數據庫的應用,甚至還有一些超融合的應用場景,這個都比較適合我們這一款640。

    剛剛我們提到了,針對計算密集型,尤其是寫密集型的應用場景,用戶可能是50%讀50%寫的場景,我們有這款高性能的840來滿足用戶這部分的需求,這部分包括一些人工智能、云計算的virtualization,還有AI的一些實時的分析,然后試試的在線交易,這些部分我們都可以用這款840的產品來滿足用戶的需求。

    西部數據的固態盤,尤其是企業級固態盤的優勢有三個方面構成。一是擁有技術領先的NANDFlash的制造工藝,其實是和東芝一起合資建廠,有大量的領先的NAND產能,這是一部分,我們非常熟悉NAND的技術。第二個部分就是針對企業級的固態盤,西部數據有自主研發的固態盤的控制器,所謂的固態控制器,針對各種負載,有做相應的均衡和隔離,來提高它的性能和一致性,然后還有在這兩個硬件之上,我們有自主研發的firmware,固件,來進一步的優化整體的性能,企業固態盤的性能。

    所以這三種自主運營,擁有的領先技術在一起,會更方便我們針對企業級數據中心固態盤做縱向的集成,并且對性能和穩定性一致性做極致的優化,這個是非常明顯和獨特的優勢。

    剛剛講完了數據的分層,針對不同的數據的應用場景,從極熱數據到熱數據到溫數據到冷數據和極冷數據,從上到下的一個分層,用不同的存儲介質解決方案來滿足用戶的需求。

    除此之外,數據中心還在發生另一個變化,數據中心本身的架構也在演進,一些傳統的放在服務器里面的一些資源被分解出來,像存儲、GPU、FPGA這樣子的部件,被分解出來,放在專門的資源池里面,通過硬件資源的重新組合,可以讓更多的服務器、服務器節點可以共享這些高性能的存儲,或者大量的存儲資源池,這點非常重要,大家可以看到有很多的廠商已經支持這樣的基于光纖網絡、NVMe over Fabric,把資源池分解出來,提供給更多的服務器來使用,這也是一種創新數據中心存儲架構的方法。西部數據積極地支持NVMe over Fabric一種新的存儲架構,在數據中心里面的部署。

    日前,西部數據發布了基于NVMe over Fabric的產品——OpenFlex Data24,這款產品能夠支持24盤位的,剛才講到840高性能固態盤,同時支持6塊NVMe over Fabric網絡的適配器,可以讓更多的通過光纖網絡100g的光纖以太網,讓更多的數據中心的服務器節點能夠享受到高性能固態盤的存儲的優勢,所以這是在可分解的存儲架構,上面我們進一步的優化和創新存儲架構,給用戶帶來更多的存儲部署的優勢。

    “存儲在發生巨大的變化,有非常大的進展,希望和存儲的廠商、存儲的服務商、存儲的軟件公司,一起有更多的合作,為用戶提供更多更完整的針對不同的應用場景的存儲解決方案,”劉鋼表示。

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