在當今的數(shù)字化浪潮中,數(shù)據(jù)已經(jīng)成為推動企業(yè)競爭力與創(chuàng)新的重要引擎。硬件性能的快速提升與新興技術(shù)(如人工智能、大數(shù)據(jù))的廣泛應用,讓存儲在整個IT體系里扮演著更加關(guān)鍵的角色。而存儲產(chǎn)業(yè)作為數(shù)據(jù)的承載基石,其發(fā)展歷程充滿了挑戰(zhàn)與機遇,在《第四支柱:中國存力崛起錄》一書中有著詳盡且精彩的闡述。

《第四支柱:中國存力崛起錄》深入探討了中國存儲產(chǎn)業(yè)從起步到崛起的艱辛歷程?;仡櫷?,中國存儲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成就與兩個特定歷史條件緊密相連。其一,20世紀90年代開始的中國對高性能計算的沖擊,發(fā)端于1993年的曙光一號,超級計算機對存儲系統(tǒng)在容量、延遲、可靠性等方面提出了極高要求,促使存儲技術(shù)在這樣的高標準下不斷發(fā)展。其二,在發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)、云計算、AI的過程中,以曙光、華為等為代表的中國企業(yè),持續(xù)吸收消化國內(nèi)外先進技術(shù),堅守自研底層技術(shù),為存儲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實基礎。

而決定存儲效率與性能的關(guān)鍵之一,是連接存儲介質(zhì)與計算設備的“存儲協(xié)議”。從早期的機械硬盤到如今的全閃存,每一次協(xié)議演進都在為數(shù)據(jù)世界鋪設越來越便捷、高速的“交通要道”。NVMe則是近年風頭正勁的“高速鐵路”。以下為主要協(xié)議分類:

SAS:定義存儲行業(yè)新標準的開端

在20世紀70年代,存儲行業(yè)就開始摸索如何讓硬件與軟件更好地標準化,來方便磁盤、服務器等組件之間相互“交流”。當時,Control Data公司的SMD(Storage Module Drive)接口曾試圖成為行業(yè)通用的“新規(guī)則”,更多廠商后來轉(zhuǎn)向SCSI作為小型計算機系統(tǒng)接口使用。發(fā)展到后來,SCSI不斷演進,出現(xiàn)了串行版本——SAS(Serial Attached SCSI)。SAS雖在大型數(shù)據(jù)庫、虛擬化環(huán)境中依舊表現(xiàn)良好,但也逐漸接近性能極限,需要新的“接班人”來滿足對超高性能的渴望。

SATA:開辟傳統(tǒng)存儲的雙向車道

SATA(Serial ATA)是為傳統(tǒng)機械硬盤(HDD)與早期SSD設計的協(xié)議。對于家用電腦或中小型環(huán)境而言,這樣的性能通常足以勝任日常讀寫。在成本與兼容性方面,SATA更是得分頗高,所以一直廣泛應用于個人計算機和入門級服務器當中。

但隨著SSD技術(shù)的不斷演進,SATA的延遲和吞吐能力難以匹配高性能閃存的需求。當然,其在大容量存檔或冷數(shù)據(jù)存儲方面很受歡迎,但前端關(guān)鍵任務和高并發(fā)場景里,SATA日漸被更快、更靈活的協(xié)議所取代。

NVMe:存儲協(xié)議進化的“高鐵時代”

NVMe好比為閃存專門鋪設的高速鐵路。它基于PCIe技術(shù),可支持多達64K并行隊列,使得數(shù)據(jù)讀寫速度與并行度相較傳統(tǒng)協(xié)議擁有數(shù)量級的飛躍。

在人工智能訓練、實時分析、大規(guī)模數(shù)據(jù)庫等應用場景下,NVMe的低延遲與高帶寬優(yōu)勢能讓業(yè)務系統(tǒng)得到極大的性能提升。也因此,NVMe被視為當下乃至未來存儲領(lǐng)域的主流趨勢。

NVMe的三次躍遷:從本地到跨網(wǎng)絡

第一階段(2011年):NVMe 1.0協(xié)議面世,專為SSD設計,目標鎖定高并行、高帶寬、低延遲。

第二階段(2014年):與PCIe3.0標準結(jié)合,帶寬上限提升至32Gbps。微軟、Linux等操作系統(tǒng)的原生支持,讓NVMe真正走入應用前線。

第三階段(2020年后):NVMe over Fabrics(NVMe-oF)技術(shù)成熟,將高速“鐵路”擴展至網(wǎng)絡層,實現(xiàn)跨服務器、跨數(shù)據(jù)中心的高速訪問,標志著全閃存時代全面到來。

作為國內(nèi)存儲領(lǐng)域的先鋒,曙光存儲自主研發(fā)的ParaStor分布式全閃存儲,即采用了NVMe等先進技術(shù),通過NVMe全閃的技術(shù)優(yōu)化與五層數(shù)據(jù)加速技術(shù),提升全平臺整體表現(xiàn)20倍以上。

比如五層數(shù)據(jù)加速技術(shù)中的Burst Buffer層級,進一步利用GPU服務器本地的NVMe盤存儲關(guān)鍵數(shù)據(jù),減少數(shù)據(jù)跨網(wǎng)絡訪問的需求,提高數(shù)據(jù)處理的局部性和速度。存儲層加速則是全面發(fā)揮NVMe全閃存的高性能特點,提高數(shù)據(jù)存儲和訪問的速度。

通過強化對NVMe的支持,ParaStor分布式全閃存儲幫助企業(yè)更好地應對多節(jié)點協(xié)同計算和實時數(shù)據(jù)處理,進一步推動了國內(nèi)存儲產(chǎn)業(yè)的升級與轉(zhuǎn)型。

存儲協(xié)議的未來與中國存力的崛起

從機械硬盤時代的SATA,到企業(yè)級存儲的SAS,再到現(xiàn)在的NVMe,存儲協(xié)議的每一次技術(shù)迭代都在為數(shù)據(jù)中心搭建更加高效的“高速公路”。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算的快速發(fā)展,存儲的角色早已從簡單的“數(shù)據(jù)貨架”轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同計算、實時訪問等綜合使命的關(guān)鍵支撐,其重要性在現(xiàn)代計算體系中愈發(fā)突出。

然而,當前許多算力中心的建設仍然陷入“重算力輕存力”的誤區(qū),導致 AI 模型訓練和大數(shù)據(jù)分析的算力表現(xiàn)因存儲性能不足而受限。要解決這一瓶頸問題,未來的數(shù)據(jù)中心升級應以存算協(xié)同為核心,通過運營和業(yè)務需求為導向重新規(guī)劃存儲平臺的設計。特別是在性能提升方面,需要逐步提高NVMe全閃存儲的部署比例,以全面滿足 AI 和大數(shù)據(jù)場景對高性能和低延遲的需求。

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的持續(xù)進步,存儲的重要性將愈加顯著。從NVMe全閃存儲的廣泛普及到存算協(xié)同理念的不斷深化,中國存儲產(chǎn)業(yè)正以技術(shù)創(chuàng)新和全局規(guī)劃的視角加速發(fā)展。

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崔歡歡

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