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中国数据存储服务平台

西部数据刘钢:创新存储架构,迎接数智未来

11月18日,西部数据公司副总裁兼中国区业务总经理刘钢在2020中国数据与存储峰会上发表题为《创新存储架构,迎接数智未来》的主题演讲。数字化时代,数字是生产力,是石油,相对工业时代的石油,在数字化的演进当中,数据的存储的场景也在发生变化,从终端到边缘到核心,从数据的采集、处理、传输到分析存储,对整个数据的存储,提出了各种各样的要求,既有对数据容量的需求,功耗的需求,也有对数据时延的需求还有成本的需求,所以针对不同的数据存储的场景,用户需要不同的存储方案。

从NAND颗粒到整个的数据中心的存储系统,西部数据都有完整的产品和解决方案,你可以看到我们的产品被应用到多种场景,既包含了手机、照相机、还有PC机,甚至是自动驾驶的场景,同时也可以看到,在数据中心的云计算和大规模的数据存储的场景,甚至我们也有JBOD和JBOF,这样高密度的存储服务器和设备。在多种的存储场景当中,我们也看到,其中尤以数据中心的存储场景和应用发展更为迅猛。

18T会成为企业级硬盘的主要容量点

在企业级的存储,尤其是在数据中心里面的存储,需求快速增长,这个增长不只是来自于我们想到的SSD的容量的增长,总的容量增长非常迅速,其实企业级的硬盘的总的容量也非常迅速,我们看到年化增长率的话,企业级的SSD年化增长率大概是47%,企业级的硬盘增长率其实也非常快,39%,那么企业级的硬盘年化增长率是怎么来实现的?它其实并不是通过盘的数量来实现的,而是盘的密度和盘的容量来实现的。

在过去的两年当中,从12T到14T这是主要的容量节点,再到今年我们看到16T成为一个相对主要的容量点,但是今年的第四季度开始,到明年的全年,18T会成为企业级硬盘的主要容量点,带来了很多密度上的增长和进展。

除了企业级硬盘的容量的增长和密度的增长以外,在企业级的固态盘部分我们也看到这样的趋势,那就是一方面对于速度和时延的要求NVMePCIe的接口,成为一个主要的固态盘的接口,大概超过大概百分之七八十以上的固态盘接口未来会变成NVMe的接口的。

另外,在NVMe接口里,我们可以看到Gen4就是第四代的NVMePCIe的接口会逐渐的出现,尤其是明年的下半年,随着整个服务器平台的演进,NVMe的Gen4这个部分,也逐渐会增长。

企业级固态盘市场的发展趋势从总体来说,今年以绝大部分95%以上,以Gen3为主,明年最主要的NVMe的接口还会是Gen3,而随着服务器的平台演进,下半年Gen4逐渐开始成熟。

企业级存储架构仍面临巨大挑战

随着数据的快速增长,用户对大容量有了新的需求,还有一部分用户的需求,其实不只是要存储更多的数据,用户需要很多数据得到实时的处理,实时的分析,来提供预测,甚至来支持及时的交易,这个时候用户对时延、吞吐量也有很多的要求,对于存储性能的需求,要求也快速增加,同时,还需要能够在持续降低存储的总体成本TCO,另外还有功耗本身也是数据中心的一个很重要的需求,所以这四个方面的需求,是用户对企业级数据中心的存储提出了新的要求,

我们通常也知道,有三件事情你不可能同时得到,大容量、低时延还有低成本,这三件事情其中能同时到两件事情,可能比较容易,任何一种存储介质存储方案能让你实现其中两件事,你找到一个存储介质和存储方案,实现三件事情通常是比较难的,也导致了我们谈到的对数据中心的存储架构我们要进行创新,有新的存储架构,可以帮助我们更好的用适当的存储介质,来满足用户相应的需求。

今天我们看到的存储架构的分层,针对用户的需求,需要持续的低延时的时候,需要持续高IOPS的时候,你可能需要的是极热存储和热存储,把这份应用用户的需求定位极热存储和热存储,还有一部分是用户需要高的IOPS,但是并不是需要持续的高IOPS,有带宽的要求,性能的峰值要求有的时候要求比较高,也不是特别稳定的,不是总需要持续高的性能要求,那个时候我们叫温存储,还有一份我们叫冷存储,用户会有少量的写入,多次读取,这叫冷存储,还有一种我们看到是极冷存储,这就像在金融、医疗,甚至是广电行业,我们看到一些数据的长期的归档这种存储,这个通常会是一次写入,极少读取,这部分我们叫做极冷存储。

优化存储架构,契合用户业务场景

针对这五种不同的对存储的需求,用户的使用场景,其实我们不能用一种存储方案来满足,我们需要用存储分层来满足他们,那就是我们用DRAM和高性能的SSD来满足极热存储和热存储的需求,然后用主流的SSD来满足温存储需求,用传统的CMR大容量硬盘来满足冷存储要求,用最新型的叠瓦式的大容量盘的SMR HDD来满足极冷存储的需求,很多用户分为上下两部分,把极热、热存储部分叫做快数据,往下追求容量的部分,我们叫做大数据,对用户既有对快数据的需求,也有对大数据的需求。

针对冷存储和极冷存储,西部数据的相应解决方案和产品是什么,现在冷存储最新的解决方案是CMR的,16T和18T的两种大容量的高密度存储硬盘解决方案。极冷存储,在这个部分,目前的最新产品是20T的SMR,大家可能会想到容量的提高,对用户带来什么好处呢?对用户带来的好处,可能用户说我增加了新的大容量也盘,是不是成本会提高?其实总体的用户成本反而会降低,因为你的存储密度变高了。

举例子,像行业用户通常会使用到8T的硬盘比较多,在很多行业我们看到用户还在使用8T的盘,但是实际上现在空气盘的最大容量已经提到了10T了,我们也看到很多的行业用户积极的从8T到10T,从8T迁移到10T的空气盘,在企业级的数据中心或者应用里,带来了什么好处?这个突骑施做了一个很好的分析。

存储密度提高了25%,功耗降低了21%,但同时由于密度的提高,让你的服务器达到同样的容量,服务器的使用减少了20%,导致了总体的拥有成本里面的部署成本至少降低了10%,同时由于长期的减少了功耗,和减少了空间的占用,实际上总体的长期的拥有成本降低的话,其实比10%还多,所以用户只是从8T的空气盘升级到10T的空气盘,就得到这样的好处,这是对于企业用户或者行业用户用的比较多的容量点8T到10T。

对于互联网服务来讲,他们其实用的硬盘的容量点,还更加的大和高密度,我们看到云客户,现在通常的容量点,去年可能是12T,今年我们看到有很多14T容量点的使用,从这个季度开始,我们看到越来越多的互联网的客户把容量点从14T提高到了18T,我们已经看到很多的项目已经到了18T,这个时候从14T到18T的迁移,给用户带来什么好处?首先,存储密度提高了29%,功耗降低了21%,服务器的使用量同样的容量总体容量,服务器的使用减少22%,部署成本降低了11%,长期的TCO甚至会更多,因为你降低了功耗,降低了使用的空间,所以我们在冷存储和极冷存储当中让我们从容量点8T到10T,对于企业级用户,或者从14T到18T对云客户来讲,给用户带来的好处,对存储的系统带来的总体的成本的降低,密度的提高,还有功耗的降低。

刚刚讲完的是冷存储和极冷存储,那么存储分层里,我们还有热存储,和温存储,热存储相当于在计算密集型的节点的时候,你需要高性能的访问数据,低时延,高带宽,对于这样的用户的存储需求,WD会有高性能的固态盘840这个在今年的6月份发布了,尤其适合场景是50%读和50%写,这种写比较密集型的应用场景里,它能够做到的DWPD耐擦鞋次数有1和3两种,而且它的通道数高达16通道,性能非常好,尤其适合热存储。

温存储,我们已经有大量的部署640产品,在过去的一年中,有很多的客户在部署,还有一些客户在测试,目前大概部署测试客户加起来在全球有一百多家,这个部分我们也看到,它比较适合主流的存储场景,大概70%的读,30%的写,它的DWPD有0.8和2两种,非常适合混合的工作负载的应用场景,来满足这部分用户的需求,这是两条主要的NVMe的固态盘的产品线,这两个可以进一步的看到,他们在数据中心的应用场景里面的适用范围,可以看到针对混合随机工作负载,比较适用这一款640,它针对的应用场景大概是这些,有云存储,读取密集型的工作负载,还有在线的数据分析OLAP,还有一些数据库的应用,甚至还有一些超融合的应用场景,这个都比较适合我们这一款640。

刚刚我们提到了,针对计算密集型,尤其是写密集型的应用场景,用户可能是50%读50%写的场景,我们有这款高性能的840来满足用户这部分的需求,这部分包括一些人工智能、云计算的virtualization,还有AI的一些实时的分析,然后试试的在线交易,这些部分我们都可以用这款840的产品来满足用户的需求。

西部数据的固态盘,尤其是企业级固态盘的优势有三个方面构成。一是拥有技术领先的NANDFlash的制造工艺,其实是和东芝一起合资建厂,有大量的领先的NAND产能,这是一部分,我们非常熟悉NAND的技术。第二个部分就是针对企业级的固态盘,西部数据有自主研发的固态盘的控制器,所谓的固态控制器,针对各种负载,有做相应的均衡和隔离,来提高它的性能和一致性,然后还有在这两个硬件之上,我们有自主研发的firmware,固件,来进一步的优化整体的性能,企业固态盘的性能。

所以这三种自主运营,拥有的领先技术在一起,会更方便我们针对企业级数据中心固态盘做纵向的集成,并且对性能和稳定性一致性做极致的优化,这个是非常明显和独特的优势。

刚刚讲完了数据的分层,针对不同的数据的应用场景,从极热数据到热数据到温数据到冷数据和极冷数据,从上到下的一个分层,用不同的存储介质解决方案来满足用户的需求。

除此之外,数据中心还在发生另一个变化,数据中心本身的架构也在演进,一些传统的放在服务器里面的一些资源被分解出来,像存储、GPU、FPGA这样子的部件,被分解出来,放在专门的资源池里面,通过硬件资源的重新组合,可以让更多的服务器、服务器节点可以共享这些高性能的存储,或者大量的存储资源池,这点非常重要,大家可以看到有很多的厂商已经支持这样的基于光纤网络、NVMe over Fabric,把资源池分解出来,提供给更多的服务器来使用,这也是一种创新数据中心存储架构的方法。西部数据积极地支持NVMe over Fabric一种新的存储架构,在数据中心里面的部署。

日前,西部数据发布了基于NVMe over Fabric的产品——OpenFlex Data24,这款产品能够支持24盘位的,刚才讲到840高性能固态盘,同时支持6块NVMe over Fabric网络的适配器,可以让更多的通过光纤网络100g的光纤以太网,让更多的数据中心的服务器节点能够享受到高性能固态盘的存储的优势,所以这是在可分解的存储架构,上面我们进一步的优化和创新存储架构,给用户带来更多的存储部署的优势。

“存储在发生巨大的变化,有非常大的进展,希望和存储的厂商、存储的服务商、存储的软件公司,一起有更多的合作,为用户提供更多更完整的针对不同的应用场景的存储解决方案,”刘钢表示。

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