面對(duì)新型數(shù)據(jù)中心演變加速 希捷提出未來存儲(chǔ)架構(gòu)新思考

大數(shù)據(jù)時(shí)代，云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)推動(dòng)著新興應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)開花落地，也使得企業(yè)獲取數(shù)據(jù)的方式變得越來越簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。海量數(shù)據(jù)資源的存儲(chǔ)、計(jì)算、應(yīng)用均在大幅提升，推動(dòng)著傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心加快向新型數(shù)據(jù)中心演進(jìn)。而隨著開放計(jì)算興起，數(shù)據(jù)中心也將迎來新一輪的變革與創(chuàng)新。

作為企業(yè)的寶貴資產(chǎn)，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)企業(yè)發(fā)展的核心生產(chǎn)力要素，成為了堪比“油田”一樣的存在，而要想充分挖掘其價(jià)值，首先要進(jìn)行開采，也就是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，然后進(jìn)行“精煉”即數(shù)據(jù)的挖掘和分析，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值。可以看到，商業(yè)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)是以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作為前提的。因此，開放計(jì)算的持續(xù)進(jìn)步，在對(duì)基礎(chǔ)計(jì)算單元服務(wù)器不斷進(jìn)行創(chuàng)新的同時(shí)，也對(duì)存儲(chǔ)能耗、容量與性能提出了更高的要求。

在以“推動(dòng)高質(zhì)低碳，筑基美好生活”為主題的2021開放數(shù)據(jù)中心峰會(huì)上，希捷科技中國(guó)區(qū)產(chǎn)品線管理總監(jiān)劉嘉也對(duì)未來的存儲(chǔ)架構(gòu)提出了新的思考：“海量數(shù)據(jù)需要一個(gè)超大數(shù)據(jù)的架構(gòu)才能支持，但這類超大規(guī)模的存儲(chǔ)架構(gòu)，在硬盤高密度部署條件下，散熱、振動(dòng)、噪音對(duì)硬盤性能的影響都各有不同。希捷這些年做的，便是與各開發(fā)商、用戶緊密合作，針對(duì)他們的實(shí)際需求持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品特性，與業(yè)界共筑綠色、高效、低碳的基礎(chǔ)設(shè)施。”

誠(chéng)然，相比過去集高可控性、強(qiáng)安全性及易管理性為一體的集中式存儲(chǔ)架構(gòu)，超大規(guī)模數(shù)據(jù)架構(gòu)最大的優(yōu)勢(shì)便是可以大規(guī)模擴(kuò)展，從而支持ZB級(jí)別的數(shù)據(jù)量，此外，通過部署超大規(guī)模數(shù)據(jù)架構(gòu)，可以以相對(duì)低廉的成本進(jìn)行計(jì)算和存儲(chǔ)，偏熱和偏冷的數(shù)據(jù)可以放在不同的介質(zhì)里，最終實(shí)現(xiàn)比較低的TCO。

但超大規(guī)模數(shù)據(jù)架構(gòu)不可避免地要進(jìn)行硬盤的高密度部署，隨著磁盤密度越來越大，精密度越來越高，磁道越來越密集，使得外部振動(dòng)對(duì)硬盤的影響也隨之增加。從服務(wù)器層面上講，高性能的CPU、GPU等元器件在性能提高的同時(shí)，能耗也隨之增加，為了良好的散熱，自然需要高轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇，振動(dòng)也就更劇烈。這對(duì)磁道間距已達(dá)納米級(jí)別的硬盤產(chǎn)品的影響來說是十分巨大的。

另一方面，自國(guó)家提出了“2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和”的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)之后，可持續(xù)發(fā)展便成為了數(shù)據(jù)中心的一個(gè)重要主題，這同樣在今年的2021開放數(shù)據(jù)中心峰會(huì)上有所體現(xiàn)，很多廠商在本次峰會(huì)上都提出了新的解決方案，例如需要把服務(wù)器整體浸泡在液體里的全浸沒式液冷以及把CPU進(jìn)行內(nèi)存，添加散熱板的冷板式液冷。以液冷為首的數(shù)據(jù)中心解決方案同樣對(duì)硬盤設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)，作為數(shù)據(jù)中心的重要組成部分，硬盤也勢(shì)必要考慮節(jié)能降碳的問題。

劉嘉表示，在服務(wù)器層面和數(shù)據(jù)中心層面，希捷都在關(guān)注并采取一些改進(jìn)硬盤性能和契合需求的設(shè)計(jì)，拿液冷舉例，希捷已經(jīng)與國(guó)內(nèi)知名的眾多互聯(lián)網(wǎng)廠商做過很多液冷的兼容性測(cè)試，以測(cè)試硬盤是否能在腐化液中正常運(yùn)行。

一個(gè)很淺顯的道理是，對(duì)超大規(guī)模數(shù)據(jù)架構(gòu)而言，容量密度的提升可以降低整體數(shù)據(jù)中心的部署及運(yùn)營(yíng)成本。在配置不變的前提下，將單塊硬盤密度提升4TB的容量，即可降低22%的服務(wù)器使用和21%的單位功耗，以及17%的總體擁有成本。

面對(duì)硬盤容量密度的提升需求，由希捷開發(fā)的熱輔助磁記錄(HAMR)技術(shù)和雙磁臂(MACH.2)技術(shù)成為了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。“雙磁臂技術(shù)的產(chǎn)品在未來是很重要的一個(gè)產(chǎn)品，不僅能幫助客戶使用大容量硬盤并降低TCO，而且能夠保持良好的性能。這方面的一個(gè)重要案例是和愛奇藝的合作，除了愛奇藝之外，還有眾多覆蓋北京、深圳、華東地區(qū)的客戶積極探索和試點(diǎn)，驗(yàn)證雙磁臂技術(shù)產(chǎn)品的性能和收益，目前來看收到的反饋都很好。”劉嘉在接受采訪時(shí)談到。而在熱輔助磁記錄技術(shù)方面，在2020年底，希捷就已經(jīng)為騰訊云等客戶送測(cè)了20TB的采用熱輔助磁記錄技術(shù)的硬盤樣品，預(yù)計(jì)到2025年，將會(huì)有50TB的HAMR硬盤產(chǎn)品，希捷將會(huì)在未來幾年內(nèi)，努力將HAMR硬盤的規(guī)模和價(jià)格做到業(yè)內(nèi)能接受的水平，使更多企業(yè)享受更高性能、更大容量的硬盤。

而在硬盤節(jié)能降碳方面，從五六年前希捷推出氦硬盤開始，就已經(jīng)在為降碳布局，相對(duì)于空氣盤，氦氣盤在功耗和容量上擁有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，例如4TB空氣盤大約需要10瓦的電費(fèi)，但希捷于2016年推出的10TB氦氣硬盤，在容量提升2.5倍的基礎(chǔ)上，擁有更小的能耗，通過采用大容量的氦氣硬盤，可以極大降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)維成本。此外，通過雙磁臂技術(shù)和硬盤優(yōu)化也可以降低功耗，為數(shù)據(jù)中心踐行碳中和貢獻(xiàn)力量。

在計(jì)算架構(gòu)方面，可以預(yù)見的是，隨著技術(shù)的迭代更新，未來的架構(gòu)會(huì)呈現(xiàn)出“存算分離”的趨勢(shì)，將傳統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分解，這些關(guān)鍵的資源不會(huì)依賴于某一臺(tái)設(shè)備，也不會(huì)只被一臺(tái)設(shè)備訪問。“在存算分離的背景之下，希捷會(huì)跟客戶將JBOD的成本控制的更低，在同樣的空間放更多的硬盤，同時(shí)希捷也會(huì)跟客戶做兼容性、功耗管理的測(cè)試，幫助客戶進(jìn)行存儲(chǔ)部分的TCO優(yōu)化。”劉嘉表示。

而從長(zhǎng)期來看，希捷也針對(duì)性地推出了可組合式數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，在未來存算分離或者解耦合的時(shí)候，硬盤可以通過SATA、SAS或者新的接口類型，來進(jìn)行資源池化和共享，構(gòu)成開放式可組合的分解式架構(gòu)，讓服務(wù)集群共享數(shù)據(jù)。

希捷所提供的存儲(chǔ)解決方案不僅包括硬件層面，也包括軟件層面。例如針對(duì)大容量和數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化的智能對(duì)象存儲(chǔ)軟件(CORTX)解決方案，就可在大規(guī)模容量架構(gòu)中釋放硬盤的成本優(yōu)勢(shì)，軟硬件的雙修模式使得希捷能夠?yàn)榭蛻籼峁┫到y(tǒng)性的解決方案，并在后續(xù)進(jìn)行硬盤容量升級(jí)時(shí)不用考慮希捷大容量HAMR硬盤的兼容性問題，一定程度上簡(jiǎn)化了部署難度，并降低成本。

著眼未來，希捷對(duì)掘金全球數(shù)據(jù)圈還有更為廣泛而全面的布局，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，新興的邊緣設(shè)備在以后也勢(shì)必產(chǎn)生極大的數(shù)量，與云端相比，由于使用場(chǎng)景的不同，會(huì)使得存儲(chǔ)設(shè)備在性能、可靠性、價(jià)格等方面都有所區(qū)別。

“針對(duì)核心的云端，希捷會(huì)不斷優(yōu)化機(jī)械硬盤、SSD，乃至50TBHAMR硬盤、雙磁臂硬盤等解決方案并提供全新產(chǎn)品。在邊緣，現(xiàn)在除了機(jī)械硬盤和SSD以外，還有一些新的解決方案，比如JBOD能夠幫助客戶在邊緣以更低的總體擁有成本去構(gòu)建私有云，能夠讓數(shù)據(jù)離用戶更近，更快進(jìn)行交互以及挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，此外，希捷提供的邊緣數(shù)據(jù)移動(dòng)解決方案能夠幫助客戶以比較簡(jiǎn)單、高效、安全的方式把大量的數(shù)據(jù)以一種離線的方式進(jìn)行移動(dòng)，相比傳統(tǒng)云來說具備更高的成本優(yōu)勢(shì)。”劉嘉總結(jié)道。

近年來?yè)肀ч_放計(jì)算的公司與日俱增，這不僅僅是因?yàn)殚_放計(jì)算獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更得益于公開、共享的設(shè)計(jì)思維。隨著開放計(jì)算生態(tài)的逐步完善和發(fā)展，創(chuàng)新的邊界將會(huì)進(jìn)一步被打破，更多的技術(shù)融合可能會(huì)在意想不到之處發(fā)生，開放計(jì)算所推動(dòng)的技術(shù)革新或許讓下一代數(shù)據(jù)中心超乎人們的想象。伴隨新基建的落地，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，大容量機(jī)械硬盤承載的存儲(chǔ)將是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的主流，希捷正在憑借自己多年來在硬盤技術(shù)方面的技術(shù)沉淀，為業(yè)界帶來性能更高、效率更佳、能耗越少的全棧硬盤解決方案，推動(dòng)數(shù)據(jù)生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施朝著低碳增效的方向健康發(fā)展。