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如何看待存储的技术领先与自主可控？

时间：2023-12-07 来源：浏览：

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【摘要】 本文将从如何看待全球领先、如何看待市场趋势、如何看待技术领先以及如何看待自主可控四个方面，浅析信创存储产业健康可持续发展的重要因素。

【作者】T哥 某银行存储架构师

数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，是以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力，促进公平与效率更加统一的新经济形态。数字经济发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正推动生产方式、生活方式和治理方式的深刻变革，成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。“十四五”时期，我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。为应对新形势新挑战，把握数字化发展新机遇，拓展经济发展新空间，推动我国数字经济健康发展，国务院在2021年12月印发了《“十四五”数字经济发展规划》（国发〔2021〕29号），从国家战略层面明确了数字经济在当前我国经济社会发展中的重要作用。而数据作为数字经济核心生产要素，务必确保其安全性、完整性、可用性。存储作为数据保留存放的载体，本身的安全和自主可控，就显得愈发重要。本文将从如何看待全球领先、如何看待市场趋势、如何看待技术领先以及如何看待自主可控四个方面，浅析信创存储产业健康可持续发展的重要因素。

一、如何看待全球领先

国家及行业层面始终重视国产信息化产品安全自主可控，尤其自中美贸易摩擦以来，更是加大了对国产信息化产品的支持，加强了对信创产业发展的力度。国产存储历经多年发展，如今市场份额（市场收入口径）也越来越大。例如参照2021年Q2数据，中国市场存储收入排名及全球市场收入增长排名，国产存储均名列第一位置，这一方面说明我国信息化数字化产业发展依然迅猛；另一方面说明国产存储的行业应用范围、应用程度也越来越大，特别是在总部级金融机构、通信运营商等对业务连续性及安全性要求高的行业，均已大范围应用，存储数据技术也日益成熟。

从产品协议及技术架构来看，分为SAN存储、NAS存储、统一（混合）存储、全闪存储及分布式存储等多种类型。国产存储也有连续多年入围Gartner魔力象限，甚至从挑战者到领导者。可以看到，历经多年研究和发展，国产存储的技术在全球范围也具有先进性，并逐步进入头部存储厂商范畴。尤其在底层技术研发上，例如存储芯片、介质、数据缩减算法、数据管理、低时延网络等方面，更是全球布局，加大研发投入。正是秉承十年磨一剑的精神，以及持续的研发投入，国产存储的很多技术能力均已达到全球领先水平。

二、如何看待市场趋势

1. 国家战略及行业要求决定市场趋势

随着可持续发展观念深入人心和国家“双碳”战略的提出，绿色低碳成为时代发展的主旋律。尤其对于银行业，数据中心作为支持信息系统运行和数字化转型的重要基础设施，是贯彻落实国家“双碳”战略，聚焦能效提升，优化能源结构的主要战场。中国人民银行印发的《金融科技发展规划（2022—2025年）》明确指出，要积极应用绿色节能技术和清洁可再生能源，加快数据中心绿色化建设与改造，加强能耗数据监测与管理，并对新建大型、超大型数据中心电源使用效率提出了具体要求。因此，建设以节能减排为目标的绿色数据中心是银行可持续发展和落实我国“双碳”战略目标的坚实保障。

根据国家战略规划，中国2030碳达峰，2060年碳中和，在双碳发展的大背景下，存储的绿色节能也成为比较重要的需求。区域指标中，各大城市对数据中心PUE提出明确要求，PUE1.3-1.4成为普遍需求，金融行业也提出了具体指导意见。从另一个层面看，绿色节能对于企业降低运营成本也是大有好处，供电成本也正是数据中心主要运营成本之一。据不完全统计，中国数据存储目前至少有80%仍在使用机械硬盘，能耗高，占用空间大，例如2019年全国数据中心耗电1608亿度，超上海市全年用电量。随着技术的发展和应用，全闪存储的能耗只有机械盘存储的50%，如果将全国数据中心的机械硬盘全部更换为SSD，每年将节省1.5个葛洲坝的发电量。当前，全球全闪存占比如图1所示。

图1 闪存占比示例图

2. 业务场景决定市场和技术发展趋势。

不同业务场景对存储技术特性有不同要求。例如重点行业，包括金融、电力、交通、通信运营商等，其信息系统业务连续性至关重要，直接关系到国计民生，社会稳定，所以其对存储的主要诉求是高性能、高可靠。

移动互联时代，用户对体验和连续性及安全性的要求越来越高。也就对承载业务的底层IT基础设施的性能及可靠性要求越来越高。而大数据或人工智能平台对存储的诉求，因其需要进行数据收集、预处理、模型训练、仿真等非结构化数据海量计算，海量数据传输，所以更多的是要求超低时延和高性能。以电信与金融行业为例，业务数据增加示例如图2。

图2 业务数据增加示例图

所以，决定市场和技术发展的核心要素，还是在于业务场景需求及客户应用需求。

三、如何看待技术领先

技术领先是有其评判标准的。

1、要构建面向多样化数据应用的可靠存储底座，高可靠，高性能、高安全性是最基本的要求；2、在云计算环境要具备多云连接能力，支持标准化API接口（REST, VMware, Kubernetes）；

3、具备多样化数据应用加速引擎，无论是对于传统技术栈(Oracle, SAP)还是新兴技术栈(MySQL, Spark，TensorFlow）

4、具备分布式数据库/大数据/AI数据应用加速引擎能力；

5、具备多层级体系性冗余设计，冗余引擎、多控、支持多盘失效业务无影响能力等。

6、无损在线升级（如图3）：支持组件升级和滚动升级，支持单前端FC链路场景，例如全用户态程序，组件级重启，1秒IO悬挂；即使单前端链路，依然升级无感等。

图3 无损在线升级示例图

7、全生命周期的自动化管理能力，也是非常重要的。

最后就是自主可控，上述技术的核心能力要掌握在自己手里，只有这样才有发展的可持续性。

四、如何看待自主可控

存储技术栈从大的方面来看可以分为存储软件和存储硬件，如图4所示：

图4 存储技术栈示例图

存储软件：包括存储协议、存储技术和功能特性、资源管理、硬件驱动及存储本身管理软件。

存储硬件：包括芯片（CPU、SSD控制、网络芯片等）、介质、网络及板卡等。

存储软件以目前信创存储发展情况来看，国内先进存储厂商基本可以做到全栈自研，自主可控。

存储硬件大部分器件可控，例如推进SSD替代HDD，IP网络替代FC、IB。

网络：基于NVMe over Fabrics，提升性能、可靠性、易用性、全面替代传统FC、IB存储网络。

介质：主存储层推进SSD替代HDD；存储网络安全(如图5)：IP替换FC，高性能数据中心网络，释放闪存潜力。

风险提示：开源软件同样有供应连续性问题，应逐步降低对开源软件的依赖，如图5所示。

图5 开源软件安全示例图

在国家持续的政策支持下，目前国产信创存储与已从“不可用”迈入“可用”，正逐步越来越“好用”。进入2021年后，科技自立自强进一步上升为国家战略。2021 年 3 月，“十四五”规划和 2035 远景目标纲要提出，要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。为深化“十四五”规划对信创产业的支持，2021年11月30日，工信部连续发布了《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》、《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，提出我国将加快补齐关键技术短板，重点强化自主基础软硬件的底层支撑能力，突破核心电子元器件、基础软件等核心技术瓶颈，加快数字产业化进程，也同时带动信创存储的可持续健康发展。