开放服务器架构加速存储变革希捷面向未来的数据新思考

2021-09-30 09:43:12 [ 中关村在线原创 ] 作者：十一

大数据时代，云计算、人工智能、物联网等技术推动着新兴应用在各个行业开花落地，也使得企业获取数据的方式变得越来越简单，数据量呈现出爆炸式增长的态势。海量数据资源的存储、计算、应用均在大幅提升，推动着传统数据中心加快向新型数据中心演进。而随着开放计算兴起，数据中心也将迎来新一轮的变革与创新。

作为企业的宝贵资产，数据已经成为驱动企业发展的核心生产力要素，成为了堪比“油田”一样的存在，而要想充分挖掘其价值，首先要进行开采，也就是数据的存储，然后进行“精炼”即数据的挖掘和分析，最终实现数据创造商业价值。可以看到，商业价值的实现是以数据存储作为前提的。因此，开放计算的持续进步，在对基础计算单元服务器不断进行创新的同时，也对存储能耗、容量与性能提出了更高的要求。

在以“推动高质低碳，筑基美好生活”为主题的2021开放数据中心峰会上，希捷科技中国区产品线管理总监刘嘉也对未来的存储架构提出了新的思考：“海量数据需要一个超大数据的架构才能支持，但这类超大规模的存储架构，在硬盘高密度部署条件下，散热、振动、噪音对硬盘性能的影响都各有不同。希捷这些年做的，便是与各开发商、用户紧密合作，针对他们的实际需求持续优化产品特性，与业界共筑绿色、高效、低碳的基础设施。”

希捷在2021开放数据中心峰会上的展台

诚然，相比过去集高可控性、强安全性及易管理性为一体的集中式存储架构，超大规模数据架构最大的优势便是可以大规模扩展，从而支持ZB级别的数据量，此外，通过部署超大规模数据架构，可以以相对低廉的成本进行计算和存储，偏热和偏冷的数据可以放在不同的介质里，最终实现比较低的TCO。

但超大规模数据架构不可避免地要进行硬盘的高密度部署，随着磁盘密度越来越大，精密度越来越高，磁道越来越密集，使得外部振动对硬盘的影响也随之增加。从服务器层面上讲，高性能的CPU、GPU等元器件在性能提高的同时，能耗也随之增加，为了良好的散热，自然需要高转速的风扇，振动也就更剧烈。这对磁道间距已达纳米级别的硬盘产品的影响来说是十分巨大的。

另一方面，自国家提出了“2030年碳达峰，2060年碳中和”的双碳战略目标之后，可持续发展便成为了数据中心的一个重要主题，这同样在今年的2021开放数据中心峰会上有所体现，很多厂商在本次峰会上都提出了新的解决方案，例如需要把服务器整体浸泡在液体里的全浸没式液冷以及把CPU进行内存，添加散热板的冷板式液冷。以液冷为首的数据中心解决方案同样对硬盘设计提出了新的挑战，同时，作为数据中心的重要组成部分，硬盘也势必要考虑节能降碳的问题。

刘嘉表示，在服务器层面和数据中心层面，希捷都在关注并采取一些改进硬盘性能和契合需求的设计，拿液冷举例，希捷已经与国内知名的众多互联网厂商做过很多液冷的兼容性测试，以测试硬盘是否能在腐化液中正常运行。

一个很浅显的道理是，对超大规模数据架构而言，容量密度的提升可以降低整体数据中心的部署及运营成本。在配置不变的前提下，将单块硬盘密度提升4TB的容量，即可降低22%的服务器使用和21%的单位功耗，以及17%的总体拥有成本。

面对硬盘容量密度的提升需求，由希捷开发的热辅助磁记录（HAMR）技术和双磁臂（MACH.2）技术成为了坚实的技术支撑。“双磁臂技术的产品在未来是很重要的一个产品，不仅能帮助客户使用大容量硬盘并降低TCO，而且能够保持良好的性能。这方面的一个重要案例是和爱奇艺的合作，除了爱奇艺之外，还有众多覆盖北京、深圳、华东地区的客户积极探索和试点，验证双磁臂技术产品的性能和收益，目前来看收到的反馈都很好。”刘嘉在接受采访时谈到。而在热辅助磁记录技术方面，在2020年底，希捷就已经为腾讯云等客户送测了20TB的采用热辅助磁记录技术的硬盘样品，预计到2025年，将会有50TB的HAMR硬盘产品，希捷将会在未来几年内，努力将HAMR硬盘的规模和价格做到业内能接受的水平，使更多企业享受更高性能、更大容量的硬盘。

希捷科技中国区产品线管理总监刘嘉

而在硬盘节能降碳方面，从五六年前希捷推出氦硬盘开始，就已经在为降碳布局，相对于空气盘，氦气盘在功耗和容量上拥有相当的优势，例如4TB空气盘大约需要10瓦的电费，但希捷于2016年推出的10TB氦气硬盘，在容量提升2.5倍的基础上，拥有更小的能耗，通过采用大容量的氦气硬盘，可以极大降低数据中心的运维成本。此外，通过双磁臂技术和硬盘优化也可以降低功耗，为数据中心践行碳中和贡献力量。

在计算架构方面，可以预见的是，随着技术的迭代更新，未来的架构会呈现出“存算分离”的趋势，将传统架构进行分解，这些关键的资源不会依赖于某一台设备，也不会只被一台设备访问。“在存算分离的背景之下，希捷会跟客户将JBOD的成本控制的更低，在同样的空间放更多的硬盘，同时希捷也会跟客户做兼容性、功耗管理的测试，帮助客户进行存储部分的TCO优化。”刘嘉表示。

而从长期来看，希捷也针对性地推出了可组合式数据中心架构，在未来存算分离或者解耦合的时候，硬盘可以通过SATA、SAS或者新的接口类型，来进行资源池化和共享，构成开放式可组合的分解式架构，让服务集群共享数据。

希捷所提供的存储解决方案不仅包括硬件层面，也包括软件层面。例如针对大容量和数据密集型工作负荷进行优化的智能对象存储软件（CORTX）解决方案，就可在大规模容量架构中释放硬盘的成本优势，软硬件的双修模式使得希捷能够为客户提供系统性的解决方案，并在后续进行硬盘容量升级时不用考虑希捷大容量HAMR硬盘的兼容性问题，一定程度上简化了部署难度，并降低成本。

着眼未来，希捷对掘金全球数据圈还有更为广泛而全面的布局，随着物联网的发展，新兴的边缘设备在以后也势必产生极大的数量，与云端相比，由于使用场景的不同，会使得存储设备在性能、可靠性、价格等方面都有所区别。

“针对核心的云端，希捷会不断优化机械硬盘、SSD，乃至50TBHAMR硬盘、双磁臂硬盘等解决方案并提供全新产品。在边缘，现在除了机械硬盘和SSD以外，还有一些新的解决方案，比如JBOD能够帮助客户在边缘以更低的总体拥有成本去构建私有云，能够让数据离用户更近，更快进行交互以及挖掘数据的价值，此外，希捷提供的边缘数据移动解决方案能够帮助客户以比较简单、高效、安全的方式把大量的数据以一种离线的方式进行移动，相比传统云来说具备更高的成本优势。”刘嘉总结道。

近年来拥抱开放计算的公司与日俱增，这不仅仅是因为开放计算独特的技术优势，更得益于公开、共享的设计思维。随着开放计算生态的逐步完善和发展，创新的边界将会进一步被打破，更多的技术融合可能会在意想不到之处发生，开放计算所推动的技术革新或许让下一代数据中心超乎人们的想象。伴随新基建的落地，超大规模数据中心的建设持续推进，大容量机械硬盘承载的存储将是超大规模数据中心的主流，希捷正在凭借自己多年来在硬盘技术方面的技术沉淀，为业界带来性能更高、效率更佳、能耗越少的全栈硬盘解决方案，推动数据生态基础设施朝着低碳增效的方向健康发展。