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數(shù)據(jù)正在快速增長，根據(jù)預測，到2024年全世界每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)總量將會達到143ZB。快速增長的數(shù)據(jù)需要海量的磁盤來進行存儲，但事實上無論是數(shù)據(jù)中心、邊緣還是終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)只有不到2%能有機會被存儲下來，現(xiàn)代企業(yè)級存儲架構(gòu)正面臨著許多挑戰(zhàn)。

首先，存儲性能亟需大幅提升，以實現(xiàn)更低的延遲、更高的IO性能和更大的帶寬；其次，對于企業(yè)來說，成本永遠是最重要的，也就是要求存儲系統(tǒng)的總體擁有成本（TCO）要盡可能的低；最后在能耗方面，例如我國“30·60”碳達峰和碳中和的目標，因此數(shù)據(jù)中心還面臨著綠色環(huán)保的要求。

由此，用戶在數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)方面的需求可以概括為大容量、快速訪問、降低成本、降低能耗。想要同時達到這四個方面的要求，其實很難用一種介質(zhì)或者設(shè)備來滿足，需要創(chuàng)新的產(chǎn)品和架構(gòu)來幫助實現(xiàn)。

在7月27日舉行的第三屆OCP開放計算中國社區(qū)技術(shù)峰會上，西部數(shù)據(jù)公司副總裁兼中國區(qū)業(yè)務總經(jīng)理劉鋼做了主題演講，為我們分享了西部數(shù)據(jù)的創(chuàng)新數(shù)據(jù)存儲解決方案及存儲架構(gòu)，以及在開放計算平臺方面的最新進展。

·數(shù)據(jù)分層存儲冷數(shù)據(jù)需要海量HDD

提到海量的數(shù)據(jù)，就要引入數(shù)據(jù)分層存儲的概念。因為不同的數(shù)據(jù)具有不同的特性：有的數(shù)據(jù)所需的容量巨大，有的數(shù)據(jù)則需要快速的訪問。我們可以按照大容量、低時延這兩個指標來幫助區(qū)分數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)對存儲的需求。

如果是需要實時或者極低時延訪問的數(shù)據(jù)，但對容量要求并不是很高，可以視為極熱數(shù)據(jù)；如果需要超大容量，但對訪問時延相對不敏感，可以視為極冷數(shù)據(jù)。中間還可以分為熱數(shù)據(jù)、溫數(shù)據(jù)、冷數(shù)據(jù)。不同的數(shù)據(jù)要采用不同的存儲介質(zhì)和設(shè)備去滿足它的需求，這樣才能做到既滿足大容量，又滿足快速訪問，同時還降低成本。

在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心里，存儲冷數(shù)據(jù)和極冷數(shù)據(jù)，通常使用大容量高密度的HDD，業(yè)界主流的硬盤容量已經(jīng)達到18TB。事實上，許多數(shù)據(jù)中心企業(yè)還在采用12TB和14TB容量的硬盤，去年Q3全球數(shù)據(jù)中心最主要的大容量硬盤的大小是14TB，今年18TB硬盤的部署已經(jīng)超過了14TB硬盤，成為主流。

切換成更大容量的硬盤能帶來什么樣的優(yōu)勢呢？顯著的優(yōu)勢之一就是TCO（總體擁有成本）的降低。

18TB的單盤容量要比14TB高出29%，因此在同樣容量的時候，可以減少22%的服務器部署，單位功耗（W/TB）可降低21%，服務器成本降低11%，總體擁有成本可以降低17%。所以，很多國內(nèi)和國際大型數(shù)據(jù)中心從今年年初開始，都在快速地部署18TB硬盤，甚至一些頭部互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)開始在為20TB容量硬盤的部署做準備。

西部數(shù)據(jù)將市場領(lǐng)先的硬盤創(chuàng)新技術(shù)——包括能量輔助磁記錄（ePMR）技術(shù)、業(yè)界領(lǐng)先的三階尋軌定位系統(tǒng)（TSA）以及第六代HelioSeal技術(shù)——擴展到強大的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品組合中，旨在提供更高的面密度和更低的TCO（總體擁有成本），以滿足客戶和市場的多樣化需求。

自今年3月份開始，新款16TB和18TB Ultrastar DC HC550 CMR HDD已經(jīng)向部分超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和企業(yè)級OEM客戶發(fā)貨。

·解決聲波振動的開放計算項目

對于分布式存儲系統(tǒng)來說，硬盤部署密度已經(jīng)可以達到4U106，高密度的大容量機械硬盤的部署，雖然可以為數(shù)據(jù)中心降低成本，但也帶來了一些問題，例如：聲波振動。

當磁盤容量變大，碟片密度隨之變高，碟片之間的距離更近，磁頭與碟片距離也更近，硬盤就更容易受到服務器內(nèi)部噪聲、振動等因素的干擾，造成性能變化。而且，當一臺服務器里的硬盤密度增高時，為了散熱，往往需要加大風扇的功率、頻率和轉(zhuǎn)速，對于硬盤的干擾還會進一步加大。

針對于此，西部數(shù)據(jù)也與開放計算合作了一個項目，從開放計算整個系統(tǒng)的角度來考慮這些因素會帶來什么樣的影響。西部數(shù)據(jù)的監(jiān)測表明，硬盤的振動或者是風扇的振動帶來的性能影響其實沒有噪音帶來的影響大，也就是說聲波產(chǎn)生的聲壓對硬盤性能的影響其實更大，聲壓產(chǎn)生的影響占約80%，其他結(jié)構(gòu)性振動的影響只占約20%。

因此西部數(shù)據(jù)在開放計算的項目中開發(fā)了專門的工具Vibro-Acoustic，可以準確地監(jiān)測聲壓的變化以及對于硬盤性能帶來的影響，根據(jù)數(shù)據(jù)分析來幫助改進風扇設(shè)計、放置位置等，繼而改善整個系統(tǒng)，來保證部署高密度存儲設(shè)備的時候能夠讓存儲和整體設(shè)備保持高性能。

·基于先進閃存技術(shù)的快數(shù)據(jù)解決方案

如前述，現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心往往采用分層存儲的部署方式。解決了大容量極冷數(shù)據(jù)的存儲問題之后，接下來的問題就是需要快速訪問的極熱數(shù)據(jù)。這部分挑戰(zhàn)主要包括熱數(shù)據(jù)、溫數(shù)據(jù)的存儲需求，就到了SSD產(chǎn)品大展身手的時候。

在企業(yè)級SSD產(chǎn)品方面，西部數(shù)據(jù)也占據(jù)著牢固的優(yōu)勢。我們知道SSD需要有大規(guī)模的Flash生產(chǎn)和供應能力，西部數(shù)據(jù)和鎧俠一起擁有全世界34.9%的Flash的產(chǎn)能，也構(gòu)建了全世界最大的千兆晶圓廠，所以西部數(shù)據(jù)在閃存顆粒方面擁有著規(guī)模優(yōu)勢。

技術(shù)方面，西部數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)布了第六代3D閃存技術(shù)，大幅度地提高了密度。層數(shù)堆疊已經(jīng)達到162層，橫向密度也提高了10%，每片晶圓的比特數(shù)比上一代提高了70%。

除了規(guī)模和技術(shù)優(yōu)勢，西部數(shù)據(jù)還擁有自主的控制器和固件，因此，西部數(shù)據(jù)得以達成領(lǐng)先的固態(tài)硬盤縱向集成優(yōu)勢，這有助性能和穩(wěn)定性的持續(xù)提升優(yōu)化。

基于此，西部數(shù)據(jù)的固態(tài)硬盤產(chǎn)品組合為客戶提供更優(yōu)更廣泛選擇的存儲解決方案，從SN640的主流工作負載到近期發(fā)布的新款Ultrastar DC SN840 NVMe固態(tài)硬盤，具有最佳的計算存儲和緩存性能。

另外，西部數(shù)據(jù)還引入了新的ZNS（分區(qū)命名空間）存儲，采用最新的軟件技術(shù)或者算法技術(shù)，大幅改進了傳統(tǒng)SSD在寫入與垃圾回收同時進行的時候，寫入性能大幅下降的問題，有效地提升了規(guī)模和利用率，不必再設(shè)立預留空間，既提高了性能，同時又降低了成本。這些優(yōu)勢在軟件公司和生態(tài)系統(tǒng)中可以進一步地發(fā)揮出來。

·西部數(shù)據(jù)創(chuàng)新存儲架構(gòu)助力開放計算

另外，西部數(shù)據(jù)還推出了一系列新型共享存儲平臺及服務器，幫助用戶過渡到更高效、更優(yōu)質(zhì)的共享存儲架構(gòu)，從而滿足高性能應用和工作負載不斷變化的存儲需求。也就是開放式可組合的分解式架構(gòu)，也是未來開放計算硬件部分的一個趨勢。

例如針對SSD的OpenFlex Data24 NVMe-oF存儲平臺。它能支持24個高性能的固態(tài)盤，能被服務器集群使用，相當于每一臺服務器里面都有了快速的固態(tài)盤，能夠提供快數(shù)據(jù)的訪問，這樣既能夠做到設(shè)備之間的數(shù)據(jù)的共享，也能夠降低成本。

不難發(fā)現(xiàn)，作為一家同時擁有HDD和Flash研發(fā)技術(shù)的公司，西部數(shù)據(jù)提供的存儲解決方案不只是在終端，而是從芯片到系統(tǒng)，從云到邊到端的全線存儲解決方案。應用場景包括照相機、手機、無人機、VR等存儲設(shè)備，以及PC、筆記本這樣的計算設(shè)備和IoT設(shè)備，再到數(shù)據(jù)中心高密度硬盤、SSD和平臺的JBOD等解決方案產(chǎn)品。所以，隨著開放計算擴展到除了數(shù)據(jù)中心以外更多的地方，西部數(shù)據(jù)的存儲方案和存儲產(chǎn)品也能相應地支持和配合開放計算的發(fā)展。

在開放計算的下一個10年，西部數(shù)據(jù)也希望能夠在更多的領(lǐng)域為開放計算提供存儲解決方案，與行業(yè)合作伙伴一起推動開放計算的發(fā)展。據(jù)悉，西部數(shù)據(jù)已經(jīng)在與一些互聯(lián)網(wǎng)公司進行基于氦氣封裝硬盤的液冷測試，有助于進一步幫助數(shù)據(jù)中心降低PUE （Power Usage Effectiveness，評價數(shù)據(jù)中心能源效率的指標）。

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