在企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤(pán)（HDD）一直是數(shù)據(jù)中心的主要存儲(chǔ)產(chǎn)品。近年來(lái)，全閃存存儲(chǔ)（SSD）開(kāi)始大量進(jìn)入企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，已然出現(xiàn)替代機(jī)械硬盤(pán)的趨勢(shì)。那么，為何全閃存存儲(chǔ)備受關(guān)注？與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)相比，除了性能之外，全閃存存儲(chǔ)還有哪些優(yōu)勢(shì)？接下來(lái)，我們進(jìn)行一下細(xì)致地分析。

一、海量數(shù)據(jù)+人工智能推動(dòng)全閃存存儲(chǔ)發(fā)展

指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)是推動(dòng)全閃存存儲(chǔ)普及的最主要推動(dòng)力。據(jù)IDC全球DateSphere和StorageSphere預(yù)測(cè)，未來(lái)5年內(nèi)我們所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，將超過(guò)自數(shù)字存儲(chǔ)面世以來(lái)的總數(shù)據(jù)量的2倍。

在高速增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)當(dāng)中，以文檔、圖片、影音等為主的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主。隨著全球數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)，各種來(lái)源（包括社交媒體、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）的數(shù)據(jù)激增，人工智能技術(shù)的進(jìn)步，特別是生成式人工智能的出現(xiàn)，迫切需要高性能、低延遲的存儲(chǔ)解決方案。為此，全閃存存儲(chǔ)成為了救世主，重新定義了組織管理、分析數(shù)據(jù)并從數(shù)據(jù)中提取價(jià)值的方式。

除此之外，隨著“碳中和”“碳達(dá)峰”戰(zhàn)略的發(fā)布，企業(yè)需要構(gòu)建更加綠色環(huán)保的存儲(chǔ)系統(tǒng)，以此來(lái)滿足“雙碳”排放的要求。與機(jī)械硬盤(pán)相比，全閃存存儲(chǔ)在能耗上也有著較大的優(yōu)勢(shì)。

可以說(shuō)，面對(duì)人工智能和大數(shù)據(jù)對(duì)于存力的需求，企業(yè)正面臨史無(wú)前例的挑戰(zhàn)，解決難題的關(guān)鍵就是要通過(guò)打造更加高效的全閃存存儲(chǔ)解決方案來(lái)滿足企業(yè)需求。

二、相比機(jī)械硬盤(pán)，全閃存存儲(chǔ)擁有更多優(yōu)勢(shì)

與機(jī)械硬盤(pán)相比，全閃存儲(chǔ)在性能方面有著更大的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，全閃存存儲(chǔ)不僅僅有著更高的性能、更低的延遲，還具體以下四個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)。

一）延遲更低，性能更強(qiáng)

從實(shí)時(shí)分析到云計(jì)算、AI計(jì)算等任務(wù)，機(jī)械硬盤(pán)由于采用了旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的方式，受物理方式的影響，數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)速度較慢，已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心性能的瓶頸。相比之下，基于固態(tài)技術(shù)的全閃存采用電子讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，由于沒(méi)有機(jī)械部件，從而大大提高了讀寫(xiě)速度，因此擁有更高的性能和更低的延遲。

隨著技術(shù)的發(fā)展，全閃存存儲(chǔ)的帶寬可以達(dá)到7GB/s，是HDD的28倍，單塊NVMe SSD的性能已達(dá)到百萬(wàn)級(jí)IOPS，性能越來(lái)越強(qiáng)，這也成為越來(lái)越多企業(yè)和機(jī)構(gòu)選擇全閃存存儲(chǔ)的重要原因。

二）密度更高，容量更大

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，全閃存也從SLC發(fā)展到MLC、TLC，再到QLC和PLC，每一個(gè)單元存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)越來(lái)越多。隨著3D NAND技術(shù)的不斷突破，全閃存存儲(chǔ)的容量也在不斷提高。

今年，韓國(guó)SK海力士已經(jīng)開(kāi)發(fā)出其最先進(jìn)的NAND閃存芯片，該芯片由238層存儲(chǔ)單元組成。SK海力士稱新的238層芯片是最小的NAND閃存芯片，數(shù)據(jù)傳輸速度相比上代產(chǎn)品提升50％，讀取數(shù)據(jù)消耗的能量降低21％。

此外，三星電子宣布計(jì)劃在明年生產(chǎn)第 9 代 V-NAND 閃存，據(jù)稱這款閃存將采用雙層堆棧架構(gòu)，并超過(guò) 300 層。SK 海力士同樣表示將進(jìn)一步完善 321 層 NAND 閃存，并計(jì)劃于 2025 年上半期開(kāi)始量產(chǎn)。另外有消息稱，西部數(shù)據(jù)和鎧俠這兩家公司的工程師正在尋求實(shí)現(xiàn)8平面3D NAND設(shè)備以及超過(guò)300字線的3D NAND IC。

除了閃存芯片技術(shù)的不斷突破之外，由于閃存的體積更小，在相同的體積內(nèi)能夠容納更多塊SSD，因此采用閃存打造的存儲(chǔ)產(chǎn)品，在同樣的體積內(nèi)，擁有更高的存儲(chǔ)密度。以O(shè)ceanStor Pacific 9920全閃存分布式存儲(chǔ)產(chǎn)品為例，其單盤(pán)支持 30.72TB，2U 空間可提供 768TB 容量。

三）功耗更低，易于散熱

眾所周知，機(jī)械硬盤(pán)在數(shù)據(jù)讀寫(xiě)過(guò)程中，機(jī)械馬達(dá)和盤(pán)片在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，不僅需要更高的電力供應(yīng)，而且在工作過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。雖然相較于CPU、GPU而言，機(jī)械硬盤(pán)的能耗仍舊較低，但對(duì)于數(shù)據(jù)中心用戶，尤其是對(duì)于較大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心而言，由于裝機(jī)量較大，因此就會(huì)產(chǎn)生巨大的能耗。數(shù)據(jù)顯示，每一塊全閃存相較于HDD， 能耗可節(jié)約 33%。OceanStor Pacific 9920全閃存分布式存儲(chǔ)由于采用高效數(shù)據(jù)縮減算法，每 TB 功耗低至 1.04W。

我們知道，目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心仍舊采用風(fēng)冷的散熱方面，空調(diào)、風(fēng)機(jī)等散熱設(shè)備已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心最大的能耗支出。由于全閃存存儲(chǔ)的功耗更低，因此產(chǎn)生的熱量也要比HDD少很多，這對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心而言，除產(chǎn)品本身能夠有效降低能耗之外，也會(huì)降低數(shù)據(jù)中心整體散熱所產(chǎn)生的能源支出，這將為構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心帶來(lái)更好的幫助。

四）可靠性高，堅(jiān)固耐用

由于傳統(tǒng)硬盤(pán)采用了機(jī)械的設(shè)計(jì)，在旋轉(zhuǎn)盤(pán)片和讀/寫(xiě)磁頭的過(guò)程中，很容易受到物理磨損。除此之外，磁頭和盤(pán)片這些精密的組件，也很容易受到外界振動(dòng)的影響，產(chǎn)生物理?yè)p壞。

相比較之下，閃存基于固態(tài)技術(shù)，從物理屬性上來(lái)講更加堅(jiān)固耐用，抗沖擊和振動(dòng)的能力更強(qiáng)，能夠確保數(shù)據(jù)中心可以在不太理想的條件下運(yùn)行，而不會(huì)影響存儲(chǔ)信息的完整性。

除此之外，全w閃存存儲(chǔ)采用磨損均衡算法在存儲(chǔ)單元之間均勻分布數(shù)據(jù)寫(xiě)入，能夠通過(guò)緩解可能導(dǎo)致過(guò)早故障的“寫(xiě)入耗盡”問(wèn)題來(lái)延長(zhǎng)閃存設(shè)備的使用壽命，能夠幫助數(shù)據(jù)中心延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)效率并最大限度地減少停機(jī)時(shí)間。因此，全閃存存儲(chǔ)的耐用性也是使其成為吸引數(shù)據(jù)中心用戶的有利選擇。

三、全閃存存儲(chǔ)適合哪些應(yīng)用場(chǎng)景

在筆者看來(lái)，目前高性能計(jì)算和邊緣計(jì)算，是全閃存存儲(chǔ)兩大最主要的應(yīng)用場(chǎng)景。

一）高性能計(jì)算

從上半年充滿百花齊放的生成式AI和通用大模型，到下半年眾多垂直領(lǐng)域的大模型的崛起，以模型為核心的應(yīng)用正在由理論上的構(gòu)想推進(jìn)到深度實(shí)際的落地。龐大的數(shù)據(jù)量對(duì)存儲(chǔ)性能提出了更高的要求，這就需要全閃存存儲(chǔ)予以支撐。

可以說(shuō)，在生成式AI風(fēng)潮下，存儲(chǔ)需求正在發(fā)生根本性變革。面對(duì)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)總量，以及對(duì)于數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的需求，在高性能計(jì)算數(shù)據(jù)中心部署全閃存存儲(chǔ)已經(jīng)成為最主要應(yīng)用場(chǎng)景。

二）邊緣計(jì)算

無(wú)論是工業(yè)領(lǐng)域的各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，還是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的智能車載設(shè)備等等，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的成熟，越來(lái)越多數(shù)據(jù)需要在邊緣進(jìn)行處理。全閃存存儲(chǔ)憑借著高性能、低延遲、低功耗等優(yōu)勢(shì)，成為邊緣計(jì)算的首選產(chǎn)品。

因此，在邊緣端部署全閃存存儲(chǔ)，不但能夠提高設(shè)備的響應(yīng)能力，加速數(shù)據(jù)的分析與處理，而且擁有更低的功耗，更加堅(jiān)固的可靠性，將成為工業(yè)、智能駕駛、金融、醫(yī)療等行業(yè)的首選產(chǎn)品。

寫(xiě)在最后：

當(dāng)前，市場(chǎng)對(duì)閃存的需求出現(xiàn)了爆發(fā)性的增長(zhǎng)，尤其是在生成式AI爆火以來(lái)，存儲(chǔ)行業(yè)的增長(zhǎng)曲線陡峭了起來(lái)。工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)信辦、教育部、國(guó)家衛(wèi)生健康委、中國(guó)人民銀行、國(guó)務(wù)院國(guó)資委等六部門(mén)近日聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》，其中提到，加速存力技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)閃存化升級(jí)，進(jìn)一步提升我國(guó)全閃存技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。

可以說(shuō)，無(wú)處不在的數(shù)據(jù)服務(wù)需要更高性能、更可靠、更綠色節(jié)能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。隨著閃存技術(shù)的不斷升級(jí)，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心開(kāi)始關(guān)注并部署全閃存存儲(chǔ)解決方案，越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景需要全閃存儲(chǔ)予以支撐，這也將更好地推動(dòng)閃存存儲(chǔ)市場(chǎng)的發(fā)展。