數字經濟時代,如何更好獲取并利用數據這一新型生產要素已成為全球競爭的新戰(zhàn)場。隨著數據上升為國家級戰(zhàn)略,存儲作為數字世界的基石,數據存儲的能力將直接影響經濟社會發(fā)展的質量。從數據的生產活動出發(fā),存儲既是數據生命周期的起點,也是終點,協(xié)同算力、網絡連接能力一起為上層應用分析提供數據生產要素。三者共同構成了數字基礎設施,對于構筑數字世界來說缺一不可。
當下發(fā)展存儲產業(yè)該如何抓住“牛鼻子”?4月20日,在《數據存力,高質量發(fā)展的數字基石》白皮書發(fā)布儀式上,全國人大代表、華中科技大學計算機科學與技術學院院長馮丹表示,一方面要發(fā)展國家的存儲產業(yè),要整個產業(yè)鏈拉通,盡量發(fā)展基于閃存的先進存儲,以此為基礎構建存儲設備、存儲系統(tǒng)。另一方面,要加快部署下一代新型非易失存儲等技術,包括核心技術的底層研發(fā)、技術攻關,以此來打造全球存儲創(chuàng)新高地。
時代需要更快、更可靠和更安全的存儲
人類文明的演進,就是一部數據記錄與傳承的歷史。5000多年前,在文字出現(xiàn)之前,人類通過結繩記事進行信息記錄與傳遞。3000多年前,人們將文字刻在龜甲與獸骨上記錄當時的社會生活。2200多年前,造紙術的發(fā)明對人類文明的記錄和傳承起著重大的推進作用。隨著上世紀計算機的發(fā)明,人類進入數字時代,1956年,IBM發(fā)明了世界上第一個硬盤,以硬盤為核心的磁介質很長時間一直是主流介質。
“存儲產品最早起源于紙帶打孔機,1956年IBM生產了第一臺磁盤,容量只有3.75Mb,但是重量達到一噸。”馮丹介紹說,“20世紀80年代提出了磁盤陣列技術,將多個獨立磁盤通過控制器統(tǒng)一管理,讓用戶像用大硬盤一樣方便,這就是磁盤陣列的產生。磁盤陣列已成為當前所有的數據中心,包括一些服務器后臺配備的基本存儲形式?!?/p>
從數據的產生、處理到最后消亡,整個數據的生命周期都離不開存儲。存儲是數據的載體,是整個ICT系統(tǒng)數據的基石。存儲系統(tǒng)有在線存儲,主要用于做各種在線的處理;另外還有近線存儲,以及用于數據長期歸檔備份的離線存儲。
大數據時代,爆炸增長的數據一定離不開存儲的支撐。用戶對存儲主要的訴求就是不能丟,訪問的時候不能停、不能等,希望能夠“一訪即得”。
“不管是遭遇自然災害,還是系統(tǒng)的軟硬件故障、病毒入侵、人為錯誤等,數據都不能丟。數據丟失就會導致災難性的后果,比如歐洲的OVH機房著火,使大量的客戶數據沒辦法恢復。而著名的‘9·11’事件,在那兩棟樓里面就有300多家公司因為數據的丟失直接關門了。還有系統(tǒng)的軟硬件故障,如勒索病毒入侵,實際上也是讓你的數據不能訪問,或者是篡改你的數據。至于人為錯誤把數據刪除掉之后導致的后果也有,比如說某上市公司的數據庫被刪除之后,市值蒸發(fā)超過30億港元,賠付商家1.2億元人民幣?!币虼耍T丹強調,數據是非常寶貴的資源,因而作為數據載體的存儲也是非常重要的。
不難看出,數據存儲是經濟高質量發(fā)展的基石,數據能否“存得下、存得好”關乎數字基礎設施能否“行得穩(wěn)”,關乎數字經濟發(fā)展能否“跑得快、跑得遠”,關乎數據要素能否“接地氣”,切實帶來生產生活進步、促進經濟社會高質量發(fā)展。在數字經濟正如火如荼發(fā)展的當下,存儲需要走向更快、更可靠和更安全。
發(fā)展半導體存儲是趨勢更是機遇
在現(xiàn)實應用中,數據存力以存儲為核心,存儲的含金量決定了數據存力的成色。
存儲的物理介質目前主要有磁、光、電三種,磁從軟盤、磁帶到硬盤,現(xiàn)在用得比較多的就是硬盤。光就是CD、DVD、藍光存儲等。電就是半導體存儲,包括內存條、DRAM,還有目前常用的閃存存儲(NAND Flash),以及用閃存構成的固態(tài)盤等。還有下一代的半導體存儲正在研發(fā)和醞釀中,包括相變PRAM、阻變RRAM、磁阻MRAM等。
當前存儲系統(tǒng)中用到的設備主要是硬盤、固態(tài)盤兩種。“目前來看,硬盤已經由希捷、西數、東芝三家壟斷。整個硬盤的專利有4000多項,其中核心專利近400項,基本上由這些企業(yè)把持。我們國家要發(fā)展硬盤產業(yè),目前來看是非常難的。”馮丹說,另外一種設備就是固態(tài)盤(SSD),也是當前發(fā)展的熱點。固態(tài)盤是以閃存芯片NAND Flash為基礎構成的,由于閃存盤去掉了機械結構,在容量、性能、可靠性、能耗上都顯著優(yōu)于機械硬盤。
從存儲設備來看,固態(tài)盤代替硬盤是國際上總的發(fā)展趨勢。
馮丹介紹,從技術上看,閃存固態(tài)盤相比機械硬盤優(yōu)勢明顯:高性能、低功耗、強抗震。閃存固態(tài)盤由于用的是NAND Flash芯片,延遲在100微秒左右,最大的IOPS可以達到150萬量級,由于沒有機械操作,抗震能力比硬盤更強。
從價格上看,閃存固態(tài)盤和機械硬盤的價格差距正在逐步縮小。2020年-2025年,固態(tài)盤每GB價格預計以19%的年復合增長率下降,到2025年,固態(tài)盤每GB價格會低于2.5英寸10000轉的機械硬盤的價格。
因此無論是從性能、可靠性還有低功耗和價格來看,固態(tài)盤代替硬盤都成為一種發(fā)展趨勢。馮丹強調,我國應準確把握這一趨勢,加快先進存儲產業(yè)創(chuàng)新升級。
“善弈者謀勢,善治者謀全局”,如今國家在閃存芯片產業(yè)鏈上下游已經有了周密的布局,希望借助存儲技術又一次革命的機會,構建好我國數字經濟發(fā)展的數據基石。“要加快部署下一代存儲技術,抓住存儲全球發(fā)展的機遇,以此來部署創(chuàng)新技術、聚集人才。建議抓住固態(tài)盤代替硬盤的發(fā)展趨勢,以滿足大容量數據中心升級需要,打通整個產業(yè)鏈,從存儲芯片到設備、系統(tǒng),整個產業(yè)鏈加快新興存儲技術的升級,筑牢數字中國的基石,打造良好的國產化產業(yè)鏈生態(tài)。希望經過學界、產業(yè)界的共同努力,存儲技術進一步得到發(fā)展,特別是在推動技術標準制定、引領技術發(fā)展等方面發(fā)揮作用。期待著存儲產業(yè)發(fā)展得越來越好?!瘪T丹最后總結說。(記者徐勇)
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