中國數(shù)據(jù)中心還以機械技術(shù)為基礎，何談先進？

近段時間，“東數(shù)西算”成為被高度關(guān)注的熱點話題。何謂東數(shù)西算?數(shù)據(jù)中心為何成為中國數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展的關(guān)鍵?什么技術(shù)能夠支撐起數(shù)字經(jīng)濟強國夢?又是什么技術(shù)霸氣盡顯、王者歸來?本文將抽絲剝繭，解答這些疑問。

何謂“東數(shù)西算”?

日前，建設“全國一體化算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點”的國家級戰(zhàn)略工程——“東數(shù)西算”正式啟動。這是繼西氣東輸、西電東送、南水北調(diào)等全國性資源、能源跨區(qū)域調(diào)配工程后的又一國家級戰(zhàn)略工程，明確提出將布局建設八個全國一體化算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點，對于優(yōu)化數(shù)據(jù)中心布局、推動中國數(shù)字經(jīng)濟和西部地區(qū)發(fā)展意義重大。

“東數(shù)西算”為哪般?本質(zhì)是因為供給失衡。“東數(shù)西算”通過構(gòu)建類似于“西氣東輸”的“信息通道”，把東部的數(shù)據(jù)“輸送”到西部進行存儲和計算，在西部建立國家算力樞紐節(jié)點，改善數(shù)字基礎設施不平衡的布局，發(fā)揮數(shù)據(jù)資本化的最優(yōu)價值?？梢哉f，數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟的核心要素，數(shù)據(jù)中心則是數(shù)字經(jīng)濟的“底座”。

數(shù)據(jù)中心扛鼎中國數(shù)字經(jīng)濟

如何能高效優(yōu)化我國的算力基礎設施的布局，推動數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展?數(shù)據(jù)作為數(shù)字經(jīng)濟時代重要的生產(chǎn)資料、基礎性資源和戰(zhàn)略性資源，其承接的載體起到至關(guān)重要的作用。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型，不僅僅是社會經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型，也是整個社會運行模式的全面變革。據(jù)《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展白皮書(2021年)》統(tǒng)計，2020年中國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模達39.2萬億元，占GDP比重達38.6%。隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級進度加快，全社會數(shù)據(jù)總量爆發(fā)式增長，中國數(shù)據(jù)圈將在2025年增至48.6ZB，占全球27.8%，成為全球大數(shù)據(jù)圈。數(shù)據(jù)洪流的到來進一步驅(qū)動了數(shù)據(jù)價值鏈的成熟，進而驅(qū)動企業(yè)的決策和創(chuàng)新，獲取數(shù)字紅利。數(shù)據(jù)中心是支撐數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵基礎設施，具有重要的戰(zhàn)略性和基礎性地位。

圖表1：數(shù)字經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)發(fā)展無不是以數(shù)據(jù)為基礎

機械硬盤能否支撐起數(shù)字經(jīng)濟強國夢?

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算等新興技術(shù)，各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級進度加快，中國將在2025年成為全球大數(shù)據(jù)圈。如何科學合理的獲取、存儲、分析以及利用數(shù)據(jù)是我國在數(shù)字文明時代成為全球的數(shù)字經(jīng)濟強國的最有效途徑。

當前數(shù)據(jù)的承載方式主要為磁介質(zhì)的機械硬盤和閃存介質(zhì)的閃存盤。從性能上來說，基于閃存盤要比同級別機械盤的存儲系統(tǒng)性能有指數(shù)級提升，這一點優(yōu)勢突出。從能耗的角度來說，機械硬盤在使用時，單位容量功耗明顯要高于閃存盤。最后從可靠性角度對比，閃存盤內(nèi)部沒有機械部件，所以使用時即便高速移動甚至震動，一般也不影響，但是機械硬盤卻非常怕震動，特別是在使用時遭遇撞擊或震動，極有可能發(fā)生損壞。

對于大多數(shù)客戶目前正在猶豫閃存盤，主要還是考慮到其可靠性和價格。閃存存儲主要通過部件、系統(tǒng)、解決方案三級可靠性設計和實現(xiàn)。以我國的存儲廠商華為為例，閃存盤內(nèi)部實現(xiàn)了閃存顆粒內(nèi)部、閃存顆粒間的兩級可靠性方案，實現(xiàn)芯片級的失效數(shù)據(jù)保護;多控全冗余架構(gòu)、創(chuàng)新的鏡像三副本、RAID 2.0+及RAID-TP等技術(shù)，使得系統(tǒng)無單點、雙點故障、能夠容忍3盤同時失效;免網(wǎng)關(guān)雙活，實現(xiàn)站點發(fā)生事故或者災難情況下業(yè)務 RTO=0和RPO=0，業(yè)務連續(xù)性不受影響。目前傳統(tǒng)機械硬盤仍是許多企業(yè)的儲存選項，因其總擁有成本低于閃存盤，因而可以花費較少的費用。不過最新數(shù)據(jù)表明，到了2022 年時，閃存盤與機械硬盤的TCO將會黃金交叉，意味采購閃存盤的花費將更少。

根據(jù)Gartner近五年數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)載體的分析統(tǒng)計(見圖表2)，美國數(shù)據(jù)中心的閃存半導體介質(zhì)容量占比是中國的2.2倍(53% vs 24%)，中國的閃存介質(zhì)普及率還很低，仍然以機械硬盤為數(shù)據(jù)主流載體媒介。中美數(shù)據(jù)中心的閃存介質(zhì)容量占比與中美GDP的數(shù)字經(jīng)濟占比(見圖表3)大體相當。

圖表2：閃存半導體介質(zhì)容量占比

圖表3：GDP“數(shù)字經(jīng)濟占比”對比圖

時代呼喚英雄，閃存存儲舍我其誰?

面向未來，我國存儲的處理能力與數(shù)據(jù)經(jīng)濟發(fā)展速度不匹配已初現(xiàn)端倪，機械硬盤難以支撐成為全球的數(shù)字化大國?？萍紕?chuàng)新需要合適的時間窗口和成長土壤，人類歷史發(fā)展的重要階段，如農(nóng)耕文明、工業(yè)文明的逐步演進，將這一點體現(xiàn)得淋漓盡致。目前人們正處于一個新時代的交疊期。數(shù)字文明會為人們的生活帶來更多便利。數(shù)字科技的創(chuàng)新時機已經(jīng)到來，科技將以更強大的力量改變世界。

閃存介質(zhì)是數(shù)字文明的先進引擎

對于閃存介質(zhì)有高密度、高可靠、低延遲、低能耗等特點。從數(shù)據(jù)全生命周期角度來說，硬件能力的提升給數(shù)據(jù)流通帶來巨大的變化，存儲介質(zhì)由傳統(tǒng)磁介質(zhì)轉(zhuǎn)向閃存介質(zhì)，機械硬盤轉(zhuǎn)向閃存盤。隨著閃存盤的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)訪問閃存盤比機械硬盤快1000倍以上，時延下降到原來的幾十分之一;存儲通信協(xié)議的發(fā)展，把存儲介質(zhì)變化的效率和網(wǎng)絡帶寬提升的作用充分發(fā)揮，這些變化，促使了計算機系統(tǒng)處理能力的大幅提升，優(yōu)化了數(shù)據(jù)中心算力與存力的基礎能力結(jié)構(gòu)，加速了數(shù)據(jù)資源的快速流通。

NVMe over RoCE存儲網(wǎng)絡釋放了閃存介質(zhì)的枷鎖

放眼整個數(shù)據(jù)中心，閃存介質(zhì)已經(jīng)加速了核心業(yè)務的數(shù)據(jù)流動。伴隨著人工智能、HPDA、大數(shù)據(jù)等多樣負載，單純的擴大數(shù)據(jù)中心閃存介質(zhì)容量占比已經(jīng)無法充分釋放閃存介質(zhì)的能量。數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡帶寬的枷鎖已經(jīng)無法大程度的釋放閃存介質(zhì)的性能潛力，更快的介質(zhì)和協(xié)議呼喚更快的網(wǎng)絡。NVMe over RoCE存儲網(wǎng)絡相比傳統(tǒng)FC存儲網(wǎng)絡，提供10倍以上的吞吐帶寬和更低的時延，同時還兼具IP易管理的優(yōu)勢，讓閃存介質(zhì)進入了新的時代。新型數(shù)據(jù)中心將圍繞數(shù)據(jù)的全生命周期，從數(shù)據(jù)計算、傳輸、存儲，高效全面的優(yōu)化“新算力”，推進我國數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展。

閃存占比是牽引數(shù)據(jù)中心邁向“雙碳”的核心指標

在相同容量下，閃存盤相比機械硬盤的能耗降低70%，空間占用也會節(jié)省50%。如果按照數(shù)據(jù)中心的閃存比例參照當前美國的53%的閃存比例建設，那么到2025年將累計節(jié)約750億千瓦時耗能，相當于4個葛洲壩的發(fā)電量，新建數(shù)據(jù)中心的能耗將下降11%。

對比國外先進經(jīng)濟體，應對我國數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展的要求，新型數(shù)據(jù)中心建設閃存半導體介質(zhì)容量占比至少需要達到50%以上，才能更好的牽引我國數(shù)據(jù)中心邁向“雙碳”目標。

今天，大力發(fā)展存儲產(chǎn)業(yè)已成為產(chǎn)業(yè)共識，加速“磁退硅進”已成為業(yè)界趨勢。采用全閃存存儲將重構(gòu)我國數(shù)字經(jīng)濟底座架構(gòu)，提升“新算力”能效，加速數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展。

當前題目：中國數(shù)據(jù)中心還以機械技術(shù)為基礎，何談先進？
轉(zhuǎn)載源于：http://www.muchs.cn/news0/201200.html

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