浪潮存儲研發(fā)部總經(jīng)理李輝
新起點、新技術和新應用
“我們緊跟智慧驅動的新數(shù)據(jù)時代，成為全球存儲的主流供應商，浪潮存儲將承擔起智慧時代數(shù)據(jù)到介質的連接者的角色?！崩钶x說。
計算和存儲是浪潮的主營業(yè)務，在市場取得了優(yōu)異的成績。據(jù)IDC統(tǒng)計， 2017年，浪潮服務器位居中國第一，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，存儲系統(tǒng)則是浪潮的新亮點，其中，2018年Q1浪潮存儲出貨容量389.4PB,位居國內市場第一，同比增速162.7%;與此同時，浪潮存儲也進入了Gartner魔力象限，成為全球存儲的主流玩家。
智慧時代，做好數(shù)據(jù)到介質的連接者，這是浪潮存儲的新定位，也是浪潮存儲產(chǎn)品設計方向。
在浪潮存儲的分析中，智慧時代以云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術為標志，不僅創(chuàng)新了數(shù)以百萬的新應用;同時也使企業(yè)用戶業(yè)務應用現(xiàn)狀發(fā)生了改變，以業(yè)務規(guī)模發(fā)展速度為例，如今創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)能夠在短短幾個月的時間內，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，擴張速度前所未有，令人驚人。
不僅如此，物聯(lián)網(wǎng)還會帶來更大的數(shù)據(jù)量級，以一條流水線為例，每天就會產(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，這些都對數(shù)據(jù)存儲能力提出了更高需求。
這就是存儲需要面對的業(yè)務應用的現(xiàn)狀。
從技術上說，創(chuàng)新業(yè)務應用對存儲性能和容量的需求已經(jīng)變得不可計劃，不可精準預測，所謂億級IOPS性能需求，EB級存儲容量都不再是遙不可及的需求。但是，億級IOPS、EB級容量的存儲系統(tǒng)能夠實現(xiàn)嗎?成本上，用戶真的可以承受嗎?
“雙態(tài)數(shù)據(jù)”存儲設計戰(zhàn)略
從業(yè)務應用發(fā)展的趨勢看，對于存儲系統(tǒng)的需求：一是對容量和擴展性的需求;另外一種是對性能和時延的需求，可以概括為EB級容量和億級IOPS。在浪潮存儲內部，稱其為“雙態(tài)數(shù)據(jù)”。
對于雙態(tài)數(shù)據(jù)需求，就有了“雙態(tài)存儲”的概念，也就是針對不同應用場景的需求，采用不同配置滿足用戶業(yè)務的需要。對此，浪潮存儲都有著極高的追求，并適度超前。例如，浪潮存儲正在研制億級IOPS，以及EB級容量的新型存儲，占領技術上的制高點。
在此，雙態(tài)存儲并非兩個產(chǎn)品方向，而是同一套軟件，針對不同的配置，根據(jù)用戶不同需求，可以配置成大容量和高性能等類型。為了實現(xiàn)雙態(tài)存儲，技術上浪潮存儲支持SCM、NVMe SSD、SAS SSD、HDD等異構介質的多層分層，對外可以提供文件、對象、塊的統(tǒng)一接口，同時全面和云對接，支持主流的公有云和私有云，支持云備份、云緩存、云分層。浪潮新存儲還支持HCI配置，HCI是給邊緣計算和邊緣存儲所準備的。
為了實現(xiàn)億級IOPS、微秒級別的時延，如今的SAS互聯(lián)，通用CPU不可能發(fā)揮SCM高速介質的性能，要求系統(tǒng)硬件架構必須進行重構。
硬件重構由傳統(tǒng)的以CPU為中心的架構切換到以DPU(Data Processer Unit)為核心的硬件架構，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架構帶來的單節(jié)點加速，包括SCM介質加速、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方向。
在單節(jié)點性能提升的基礎上，還要借助這些高性能節(jié)點集群，才能夠實現(xiàn)億級IOPS。其中，集群間需要極高帶寬和極低時延網(wǎng)絡，也需要借助DPU硬件加速來提升互聯(lián)網(wǎng)絡的效率。
從成本的角度來考量，EB級容量仍然以大容量的HDD為主。但是HDD性能是比較低的，如此就像一個窄口瓶，里面的數(shù)據(jù)很難倒出來了。對此，就需要高效識別出熱點數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)放在瓶口，才能夠滿足性能需求。
熱點數(shù)據(jù)的識別由高效的分層存儲和Cache軟件來識別?？梢园褦?shù)據(jù)分為內存數(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)。在這個樣一個EB級的存儲里，我們要充分的實現(xiàn)介質異構，多層級的介質異構。
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存放內存數(shù)據(jù)，這種多層級異構，容量和性能節(jié)點異構，這是浪潮存儲技術研發(fā)的重點和方向。
軟件重定義
存儲介質異構，容量/性能節(jié)點異構，以及CPU、DPU硬件加速方案的廣泛采用，硬件系統(tǒng)的重構，也對于軟件提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。
從底層的FLASH、NVM(Non-volatile memory，非易失存儲器)以及設備的驅動，到接口、操作系統(tǒng)到上層應用程序的設計，新的軟件協(xié)議棧對于硬件系統(tǒng)的性能提升至關重要。
傳統(tǒng)的軟件棧是沒有辦法充分釋放NVM介質的高性能。以NVMe為例，之所以能夠替代SCSI，成為x86服務器設計的標準配置，原因在于：在磁盤介質時代，存儲介質是一種低速介質，SCSI等軟件協(xié)議棧的開銷可以忽略不計;但是隨著Flash等新型存儲介質的使用，存儲介質性能的提升，SCSI軟件協(xié)議棧開銷的問題就暴露了出來。
NVMe協(xié)議，針對Flash存儲介質的特點進行優(yōu)化，從而帶來更高的性能，更低的延遲。在網(wǎng)絡傳輸層面，以RDMA基礎為基礎，NVMe over Fabric針對新的閃存介質應用，構建新的網(wǎng)絡通信協(xié)議，提高存儲的訪問效率。
新的存儲協(xié)議和新的網(wǎng)絡通信協(xié)議，更來了更加優(yōu)化的性能。同時，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)揮新技術的特點，追求更高效率和系統(tǒng)性能的提升。以Open Chanel SSD為例，指的是FTL(Flash translation layer)不在SSD(Device)端處理, 而是由主機(Host)的操作系統(tǒng)維護SSD。
這種被浪潮存儲定義為“盤控一體化”的設計，從應用系統(tǒng)的層面，根據(jù)NVM存儲介質，如NAND，耐讀不耐擦寫的特點，整體進行優(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，大容量存儲的每個節(jié)點就像一個窄口瓶，必須把熱點數(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。這在技術上，就是要求軟件設計能高效的識別出熱點數(shù)據(jù)并對熱點數(shù)據(jù)進行加速，在應用層上，也可以用一個專用的NVM Pool作為應用層面的緩存加速。
完整的軟件棧重構，這是存儲廠商需要具備的能力。
小結
為了滿足高性能、大容量數(shù)據(jù)存儲的“雙態(tài)”需求，浪潮存儲從軟件、硬件兩個維度進行重構，通過DPU、OpenChanel、SCM、GPU、盤控一體化等一系列技術對存儲進行升級和優(yōu)化。這些技術被隨時更新到智能全閃G2-F、高端存儲AS18000，以及軟件定義存儲AS13000等浪潮存儲現(xiàn)有的產(chǎn)品系列，與此同時，浪潮存儲也將會推出新的產(chǎn)品系列。
總之，技術市場的需求從不停歇。通過不斷強化自身的技術實力，加快研發(fā)中心、國家級研究中心和重點實驗室，以及標準、合作伙伴生態(tài)的布局，浪潮存儲僅僅追趕存儲發(fā)展的腳步。為此，浪潮存儲制定的新的目標：全球存儲市場5強之列!
厲害了，浪潮存儲!
