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(jì)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(jì)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(shè)“全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)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(shè)八個全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)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(jì)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(jìn)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(chǔ)設(shè)施不平衡的布局，發(fā)揮數(shù)據(jù)資本化的最優(yōu)價值。可以說，數(shù)據(jù)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心要素，數(shù)據(jù)中心則是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的“底座”。
數(shù)據(jù)中心扛鼎中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)
如何能高效優(yōu)化我國的算力基礎(chǔ)設(shè)施的布局，推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展？數(shù)據(jù)作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代重要的生產(chǎn)資料、基礎(chǔ)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(jì)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(jì)發(fā)展白皮書（2021年）》統(tǒng)計，2020年中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)39.2萬億元，占GDP比重達(dá)38.6%。隨著各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級進(jìn)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％，成為全球最大數(shù)據(jù)圈。數(shù)據(jù)洪流的到來進(jìn)一步驅(qū)動了數(shù)據(jù)價值鏈的成熟，進(jìn)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(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，具有重要的戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性地位。
圖表1：數(shù)字經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)發(fā)展無不是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)
機械硬盤能否支撐起數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(jìn)度加快，中國將在2025年成為全球最大數(shù)據(jù)圈。如何科學(xué)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領(lǐng)先的數(shù)字經(jīng)濟(jì)強國的最有效途徑。
當(dāng)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(shè)計和實現(xiàn)。以我國領(lǐng)先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(hù)；多控全冗余架構(gòu)、創(chuàng)新的鏡像三副本、RAID2.0+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(zāi)難情況下業(yè)務(wù)RTO=0和RPO=0，業(yè)務(wù)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(dǎo)體介質(zhì)容量占比是中國的2.2倍（53%vs24%），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(jì)占比（見圖表3）大體相當(dāng)。
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(jì)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領(lǐng)先的數(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(jìn)，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(jìn)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(luò)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(chǔ)能力結(jié)構(gòu)，加速了數(shù)據(jù)資源的快速流通。
NVMeoverRoCE存儲網(wǎng)絡(luò)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(wù)的數(shù)據(jù)流動。伴隨著人工智能、HPDA、大數(shù)據(jù)等多樣負(fù)載，單純的擴(kuò)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(luò)帶寬的枷鎖已經(jīng)無法最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(luò)。NVMeoverRoCE存儲網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)FC存儲網(wǎng)絡(luò)，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(jìn)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(jìn)我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(biāo)
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(dāng)前美國的53%的閃存比例建設(shè)，那么到2025年將累計節(jié)約750億千瓦時耗能，相當(dāng)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(jìn)經(jīng)濟(jì)體，應(yīng)對我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的要求，新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)閃存半導(dǎo)體介質(zhì)容量占比至少需要達(dá)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(biāo)。
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(jìn)”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(jì)底座架構(gòu)，提升“新算力”能效，加速數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。
