浪潮存儲(chǔ)研發(fā)部總經(jīng)理李輝

新起點(diǎn)、新技術(shù)和新應(yīng)用

“我們緊跟智慧驅(qū)動(dòng)的新數(shù)據(jù)時(shí)代，成為全球存儲(chǔ)的主流供應(yīng)商，浪潮存儲(chǔ)將承擔(dān)起智慧時(shí)代數(shù)據(jù)到介質(zhì)的連接者的角色。”李輝說。

計(jì)算和存儲(chǔ)是浪潮的主營業(yè)務(wù)，在市場取得了優(yōu)異的成績。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)， 2017年，浪潮服務(wù)器位居中國第一，全球前三，增速84.7%，7倍于市場平均增速;如果說，這是意料之中的事情，那么，存儲(chǔ)系統(tǒng)則是浪潮的新亮點(diǎn)，其中，2018年Q1浪潮存儲(chǔ)出貨容量389.4PB,位居國內(nèi)市場第一，同比增速162.7%;與此同時(shí)，浪潮存儲(chǔ)也進(jìn)入了Gartner魔力象限，成為全球存儲(chǔ)的主流玩家。

智慧時(shí)代，做好數(shù)據(jù)到介質(zhì)的連接者，這是浪潮存儲(chǔ)的新定位，也是浪潮存儲(chǔ)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向。

在浪潮存儲(chǔ)的分析中，智慧時(shí)代以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)為標(biāo)志，不僅創(chuàng)新了數(shù)以百萬的新應(yīng)用;同時(shí)也使企業(yè)用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀發(fā)生了改變，以業(yè)務(wù)規(guī)模發(fā)展速度為例，如今創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)能夠在短短幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，迅速積累捕獲上億規(guī)模的用戶，其日增活躍用戶近百萬規(guī)模，擴(kuò)張速度前所未有，令人驚人。

不僅如此，物聯(lián)網(wǎng)還會(huì)帶來更大的數(shù)據(jù)量級(jí)，以一條流水線為例，每天就會(huì)產(chǎn)生PB數(shù)據(jù)；而無人駕駛車，每天能夠產(chǎn)生300PB的數(shù)據(jù)量，這些都對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力提出了更高需求。

這就是存儲(chǔ)需要面對(duì)的業(yè)務(wù)應(yīng)用的現(xiàn)狀。

從技術(shù)上說，創(chuàng)新業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)性能和容量的需求已經(jīng)變得不可計(jì)劃，不可精準(zhǔn)預(yù)測，所謂億級(jí)IOPS性能需求，EB級(jí)存儲(chǔ)容量都不再是遙不可及的需求。但是，億級(jí)IOPS、EB級(jí)容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?成本上，用戶真的可以承受嗎?

“雙態(tài)數(shù)據(jù)”存儲(chǔ)設(shè)計(jì)戰(zhàn)略

從業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展的趨勢看，對(duì)于存儲(chǔ)系統(tǒng)的需求：一是對(duì)容量和擴(kuò)展性的需求;另外一種是對(duì)性能和時(shí)延的需求，可以概括為EB級(jí)容量和億級(jí)IOPS。在浪潮存儲(chǔ)內(nèi)部，稱其為“雙態(tài)數(shù)據(jù)”。

對(duì)于雙態(tài)數(shù)據(jù)需求，就有了“雙態(tài)存儲(chǔ)”的概念，也就是針對(duì)不同應(yīng)用場景的需求，采用不同配置滿足用戶業(yè)務(wù)的需要。對(duì)此，浪潮存儲(chǔ)都有著極高的追求，并適度超前。例如，浪潮存儲(chǔ)正在研制億級(jí)IOPS，以及EB級(jí)容量的新型存儲(chǔ)，占領(lǐng)技術(shù)上的制高點(diǎn)。

在此，雙態(tài)存儲(chǔ)并非兩個(gè)產(chǎn)品方向，而是同一套軟件，針對(duì)不同的配置，根據(jù)用戶不同需求，可以配置成大容量和高性能等類型。為了實(shí)現(xiàn)雙態(tài)存儲(chǔ)，技術(shù)上浪潮存儲(chǔ)支持SCM、NVMe SSD、SAS SSD、HDD等異構(gòu)介質(zhì)的多層分層，對(duì)外可以提供文件、對(duì)象、塊的統(tǒng)一接口，同時(shí)全面和云對(duì)接，支持主流的公有云和私有云，支持云備份、云緩存、云分層。浪潮新存儲(chǔ)還支持HCI配置，HCI是給邊緣計(jì)算和邊緣存儲(chǔ)所準(zhǔn)備的。

為了實(shí)現(xiàn)億級(jí)IOPS、微秒級(jí)別的時(shí)延，如今的SAS互聯(lián)，通用CPU不可能發(fā)揮SCM高速介質(zhì)的性能，要求系統(tǒng)硬件架構(gòu)必須進(jìn)行重構(gòu)。

硬件重構(gòu)由傳統(tǒng)的以CPU為中心的架構(gòu)切換到以DPU(Data Processer Unit)為核心的硬件架構(gòu)，其中，DPU是專門用于數(shù)據(jù)面加速的芯片，用來處理IO，并作為數(shù)據(jù)壓縮、加密、數(shù)據(jù)庫以及RDMA的引擎。

由DPU架構(gòu)帶來的單節(jié)點(diǎn)加速，包括SCM介質(zhì)加速、DPU加速引擎、NVMe、NVMoF以及GPU加速、盤控一體的加速，這些是需要掌握的技術(shù)方向。

在單節(jié)點(diǎn)性能提升的基礎(chǔ)上，還要借助這些高性能節(jié)點(diǎn)集群，才能夠?qū)崿F(xiàn)億級(jí)IOPS。其中，集群間需要極高帶寬和極低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)，也需要借助DPU硬件加速來提升互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的效率。

從成本的角度來考量，EB級(jí)容量仍然以大容量的HDD為主。但是HDD性能是比較低的，如此就像一個(gè)窄口瓶，里面的數(shù)據(jù)很難倒出來了。對(duì)此，就需要高效識(shí)別出熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)放在瓶口，才能夠滿足性能需求。

熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的識(shí)別由高效的分層存儲(chǔ)和Cache軟件來識(shí)別?？梢园褦?shù)據(jù)分為內(nèi)存數(shù)據(jù)、緩存數(shù)據(jù)、永存數(shù)據(jù)、冷存數(shù)據(jù)和冰存數(shù)據(jù)。在這個(gè)樣一個(gè)EB級(jí)的存儲(chǔ)里，我們要充分的實(shí)現(xiàn)介質(zhì)異構(gòu)，多層級(jí)的介質(zhì)異構(gòu)。

如今，外部云備份存放冰數(shù)據(jù)，HDD存放冷數(shù)據(jù)，SAS SSD存放永存數(shù)據(jù)，SCM存放緩存數(shù)據(jù)，DRAM存放內(nèi)存數(shù)據(jù)，這種多層級(jí)異構(gòu)，容量和性能節(jié)點(diǎn)異構(gòu)，這是浪潮存儲(chǔ)技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)和方向。

軟件重定義

存儲(chǔ)介質(zhì)異構(gòu)，容量/性能節(jié)點(diǎn)異構(gòu)，以及CPU、DPU硬件加速方案的廣泛采用，硬件系統(tǒng)的重構(gòu)，也對(duì)于軟件提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

從底層的FLASH、NVM(Non-volatile memory，非易失存儲(chǔ)器)以及設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，到接口、操作系統(tǒng)到上層應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，新的軟件協(xié)議棧對(duì)于硬件系統(tǒng)的性能提升至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的軟件棧是沒有辦法充分釋放NVM介質(zhì)的高性能。以NVMe為例，之所以能夠替代SCSI，成為x86服務(wù)器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)配置，原因在于：在磁盤介質(zhì)時(shí)代，存儲(chǔ)介質(zhì)是一種低速介質(zhì)，SCSI等軟件協(xié)議棧的開銷可以忽略不計(jì);但是隨著Flash等新型存儲(chǔ)介質(zhì)的使用，存儲(chǔ)介質(zhì)性能的提升，SCSI軟件協(xié)議棧開銷的問題就暴露了出來。

NVMe協(xié)議，針對(duì)Flash存儲(chǔ)介質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，從而帶來更高的性能，更低的延遲。在網(wǎng)絡(luò)傳輸層面，以RDMA基礎(chǔ)為基礎(chǔ)，NVMe over Fabric針對(duì)新的閃存介質(zhì)應(yīng)用，構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，提高存儲(chǔ)的訪問效率。

新的存儲(chǔ)協(xié)議和新的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，更來了更加優(yōu)化的性能。同時(shí)，也要求新的文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口和操作系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮新技術(shù)的特點(diǎn)，追求更高效率和系統(tǒng)性能的提升。以O(shè)pen Chanel SSD為例，指的是FTL(Flash translation layer)不在SSD(Device)端處理, 而是由主機(jī)(Host)的操作系統(tǒng)維護(hù)SSD。

這種被浪潮存儲(chǔ)定義為“盤控一體化”的設(shè)計(jì)，從應(yīng)用系統(tǒng)的層面，根據(jù)NVM存儲(chǔ)介質(zhì)，如NAND，耐讀不耐擦寫的特點(diǎn)，整體進(jìn)行優(yōu)化和管理，從源頭解決寫放大等棘手的難題，從而追逐極致的性能表現(xiàn)和系統(tǒng)可靠性/穩(wěn)定性。

在硬件層面也提到過，大容量存儲(chǔ)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)就像一個(gè)窄口瓶，必須把熱點(diǎn)數(shù)據(jù)放在瓶子口上，或者放在瓶子外面，放在瓶子的里面就很難倒出來了。這在技術(shù)上，就是要求軟件設(shè)計(jì)能高效的識(shí)別出熱點(diǎn)數(shù)據(jù)并對(duì)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行加速，在應(yīng)用層上，也可以用一個(gè)專用的NVM Pool作為應(yīng)用層面的緩存加速。

完整的軟件棧重構(gòu)，這是存儲(chǔ)廠商需要具備的能力。

小結(jié)

為了滿足高性能、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的“雙態(tài)”需求，浪潮存儲(chǔ)從軟件、硬件兩個(gè)維度進(jìn)行重構(gòu)，通過DPU、OpenChanel、SCM、GPU、盤控一體化等一系列技術(shù)對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化。這些技術(shù)被隨時(shí)更新到智能全閃G2-F、高端存儲(chǔ)AS18000，以及軟件定義存儲(chǔ)AS13000等浪潮存儲(chǔ)現(xiàn)有的產(chǎn)品系列，與此同時(shí)，浪潮存儲(chǔ)也將會(huì)推出新的產(chǎn)品系列。

總之，技術(shù)市場的需求從不停歇。通過不斷強(qiáng)化自身的技術(shù)實(shí)力，加快研發(fā)中心、國家級(jí)研究中心和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及標(biāo)準(zhǔn)、合作伙伴生態(tài)的布局，浪潮存儲(chǔ)僅僅追趕存儲(chǔ)發(fā)展的腳步。為此，浪潮存儲(chǔ)制定的新的目標(biāo)：全球存儲(chǔ)市場5強(qiáng)之列!

厲害了，浪潮存儲(chǔ)!

songjy