近日 ， 存储性能委员会（Storage Performance Council ， 简称SPC）公布最新SPC-1基准评测榜单 ， 浪潮高端全闪HF18000G5获得23,001,502 IOPS（每秒读写操作次数）、0.294ms延时的性能评测值 ， 位居性能总榜全球第一再次在业内引起了强烈反响 。 究其原因 ， 此次测试之后 ， 浪潮存储已经实现了从集中式全闪、分布式全闪细分市场飙榜到总榜夺冠“大满贯” ， 预示着存储产业“性能现象级”浮出 ， 存储“新势力”已至 。
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市场需求与技术演进 ， “性能现象级”已成存储新常态
众所周知 ， 人类社会的发展在经历了农业时代、工业时代后 ， 随着数字技术的发展 ， 数字经济成为社会发展核心驱动力 。 据IDC预测 ， 到2022年 ， 全球65%的GDP将由数字化推动 ， 具体到中国 ， 到2025年 ， 在新基建等战略驱动下 ， 数字经济占GDP的比例将超过70% 。
基于此 ， 企业将更加重视激活新兴技术 ， 从而加剧了企业对海量数据处理的需求 。
据IDC预测 ， 到2025年 ， 全球数据总量将从现在的64ZB增长到近180ZB ， 2020—2025年的年复合增长率为23% ， 到2025年 ， 中国数据总量将达到近41ZB ， 约占全球总量的四分之一 。 其中全球实时性数据占比将从2019年的19.3%增加到2024年的24.4% ， 而据IDC全球DataSphere的研究 ， 将实时数据定义为需要在2秒内采取行动/作出反应/重新编码的数据 ， 包括来自现场传感器、金融交易、互联网业务、自动驾驶和现场控制等系统数据 。
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以自动驾驶新场景为例 ， 百度在北京有1万辆自动驾驶汽车 ， 每天需要处理300PB数据 ， 如果未来自动驾驶投入商业应用 ， 一个城市几十万上百万辆车将产生ZB（100万个PB）级实时数据 ， 而这则需要具备高带宽、高性能和低时延的存储来应对 。
由此看 ， 面对实时性数据的要求越来越高及未来企业日益复杂的业务和应用需求下 ， 如何高效储存、处理、应用这些数据提上了企业的议事日程 ， 而性能和严苛的低延迟无疑成为企业存储选型的刚需 。
在用户对于上述存储需求变化和提升的同时 ， 存储技术这些年也是与时俱进 。
以存储介质的演进（创新）为例 ， 查阅SPC的历次报告可以发现 ， 2012年以前 ， 厂商送测的存储介质均为硬盘；2012年至2016年之间 ， 已经有厂商开始提交NAND SSD ， 还有一些厂商送测采取分层或者缓存等某种混合有NANA闪存盘 。 而从2016年至今 ， 所有厂商送测SPC的存储配置都是NAND SSD 。 这意味着 ， 性能存储已经全面进入全闪时代 。
事实的确如此 。 根据IDC预测 ， 2020到2024年 ， 全球全闪存储将以7.5%的年复合增长率增长 ， 到2024年占据全球存储市场一半以上的市场份额 ， 具体到中国 ， 2020年全闪存储市场占比已经达到18.9% ， 增速高达24% 。
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由此可以看出 ， 全闪存储已经成为全球存储市场的增长引擎 。
那么问题来了 ， 为何全闪会成为全球存储市场的增长引擎？
就像前述 ， 由于用户对于存储需求的变化和提升 ， 存储系统的性能和低延迟成为核心 。 而全闪存储由于使用了SSD闪存介质 ， 加之在软件栈上针对闪存介质和整个存储系统进行了算法的优化设计 ， 可以用更小的容量空间带来更高的IOPS（百万级）以及极低的响应延迟（1毫秒以下） ， 并具备更高的安全性和稳定性 。
正是在用户需求和技术演进（创新）的双轮驱动下 ， 企业级存储约“每四年性能翻一番、延时降低一半”的“性能现象级”在存储产业已经显现 ， 并通过SPC-1历次报告得到了验证 。
这里我们以浪潮为例 ， 2018年浪潮存储以超150万IOPS创下了8控中端存储业界最高成绩；2020年浪潮存储以超330万IOPS、0.387ms时延刷新了由自己保持的8控中端存储业界最高记录 ， 实现了两年性能翻一番、延迟降低一倍以上 。 更在21年以32控达到2300万IOPS ， 在三年内实现了IOPS的4倍提升 ， 以超越业界的速度飞速发展 。
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而随着SCM、NVM高速互连等器件技术创新 ， 以及Cache缓存及分层等算法技术优化 ， 数据存储领域“四年性能翻番、延迟减半”的“性能现象级”将成为存储技术发展的新常态 。
创新软硬兼施 ， “性能现象级”延续的法宝
既然“性能现象级”（从用户与技术端）将成为存储技术发展的新常态 ， 那么从厂商的角度 ， 延续“性能现象级” ， 既是满足市场和用户的需求 ， 同时也是对于自身产业洞察以及创新实力的检验和挑战 。
以前述的全闪存储系统为例 ， 来自《Redrawing the boundaries of software and Fast Memory 》与《Hennessy and Patterson, Computer Architecture》的研究数据显示 ， 从硬盘时代到SAS SSD ， NVMe SSD到DIMM的SCM介质 ， 软件栈在延迟方面所占的权重越来越高 ， 从不足1%到90%以上 ， 即软件栈的延时瓶颈；而CPU的性能过去5年仅有5%的增长 ， 加之当闪存介质达到一定数量时 ， CPU将成为性能瓶颈 ， 更加限制IOPS的增长 。
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所以如何优化软件栈及提升CPU的利用率就成为衡量厂商创新力（如何不断增加性能 ， 降低延迟）的关键 。
此处我们仍以不久前位居SPC-1性能测试总榜全球第一的浪潮为例 ， 看看中国企业是如何在创新上软硬兼施 ， 不断克服闪存系统性能瓶颈的 。
在硬件层面 ， 为了使用新型存储介质傲腾SSD ， 浪潮和友商做了联合的定制开发 。 同时为了使用NVMe协议 ， 浪潮存储对整体软件栈 ， 从底层硬件驱动层到上层协议全都进行了重构 ， 实现了端到端的NVMe的协议 ， 使得存储系统在读写性能和时延上都得到了大幅提升 。
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软件层面 ， 浪潮存储开发了全新的全闪软件栈 ， 通过对多核多线程性能优化 ， 充分发挥CPU的作用 ， 从而进一步拔高全闪阵列存储的极限性能 ， 同时 ， 该软件栈支持实时压缩重删 ， 即在压缩方面 ， 浪潮存储内置独立压缩卡 ， 采用实时无损数据压缩算法 ， 能够动态地对数据进行在线实时压缩 ， 即在数据写盘之前就已经完成了压缩 ， 并且数据写到存储系统的整个压缩过程是透明进行的 ， 主机端感受不到这个压缩过程的存在 ， 对性能时延无影响 。
此外 ， 浪潮还开发了iTurbo智能加速引擎v2.0 ， 通过I/O路径的优化、智能多核和数据的冷热分流提升性能和降低时延 。
以智能多核为例 ， 如今的存储系统普遍没能发挥处理器的核数和主频性能优势 ， 而iTurbo 2.0优化了对多核的利用 ， 实现了对多核的智能调度 ， 当发现有应用对性能有更高要求时 ， 可以为应用绑定对应的CPU资源 ， 能定向提升性能；又如冷热分流 ， 其逻辑是首先分离有效和无效数据 ， 然后尽量把垃圾数据和无效数据聚合到同一个bolck里 ， 减少数据刷新的波及范围 ， 这样一来 ， 不仅垃圾回收效率得以提高 ， 而且 ， 整体性能也得到大幅提升 。
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对此 ， 浪潮存储首席架构师孙斌进一步举例称 ， 2018年打榜以后 ， 我们中端存储升级到了第二代G5 ， 也是同样的型号AS5500中端存储 ， IOPS同样8控的系统 ， 但性能翻倍 ， 从150万升到330万 ， 同样的配置 ， 甚至用的盘还是双端口SSD ， 介质都一样 ， 核心在于软件栈 ， 我们并行调度上面提升了它的能力 ， 我们以后软件的架构重构 ， 都可以产生新的和以前完全不一样的I/O产出 。 此外 ， 浪潮存储的硬件工程师在我们的研发团队占比不到10% ， 接近90%是做软件的 ， 我们不是做存储系统硬件的公司 ， 我们是做软件的 。
不知业内从上述看到了什么？我们看到的是浪潮对于存储产业技术的洞察及有的放矢的创新 。 而这也是今天其位居SPC-1性能总榜全球第一和支撑“性能现象级”延续背后的主要原因 ， 同时也有力地回应了业内部分人士对于中国企业屡屡在SPC-1性能中霸榜仅是“堆料”的质疑 。
性能为核心 ， 存储界“造车”“新势力”已至
提及“新势力” ， 相信多数人马上想到的就是以国外特斯拉 ， 国内以“蔚小理”为代表的造车厂商 。 而它们之所以被称为造车“新势力” ， 主要源于汽车产业在市场需求的驱动下 ， 正从传统的燃油和机控转向电动和智能化 ， 从而让它们与传统车企相比 ， 站在同一起跑线 ， 甚至更具创新优势 。
类似于造车“新势力” ， 纵观当下的存储产业 ， 其多年来市场格局并未发生实质性的变化 ， 但就像我们前述 ， 随着市场和用户需求的变化 ， 全闪存、分布式存储等异军突起 ， 大有替代传统存储之势 。 而这些无疑给了相关企业改写存储市场格局的机会 。
那么接下来的是 ， 谁能成为存储界“造车”的“新势力”？
如前述 ， 市场和用户需求的变化 ， 无论对于传统还是所谓新存储 ， 性能和低延时将是它们的刚需 。 这意味着谁能在性能方面不断和率先满足它们的需求 ， 谁就有可能在新旧存储交替之际成为存储界“造车”的“新势力” 。
而通过我们对于SPC-1性能测试榜单的观察发现 ， 浪潮存储已经实现了从集中式全闪、分布式全闪细分存储市场飙榜到总榜夺冠“大满贯” ， 而这背后则是我们前述的浪潮存储技术实力领先的结果 。
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基于此 ， 我们还看到 ， 浪潮存储市场竞争力由此得到大幅提升 。
据Gartner全球存储市场最新数据显示 ， 浪潮存储市场销量进入全球前五 ， 成为全球增长最为强劲的存储厂商 。
应用方面 ， 浪潮存储已经在全球最大SAP HANA能源数据仓库、全球最大规模网络计费业务、大型国有银行交易系统、全球最大信用卡业务系统、亿级用户医保专享云等行业核心业务中实现规模化部署 ， 产品性能、可靠性、稳定性等均达到业界领先水平 。
上述种种不争的事实 ， 无疑预示着浪潮存储 ， 无论是在集中式传统存储 ， 还是代表未来发展方向的分布式存储的性能方面 ， 已然成为一股符合存储产业发展（包括技术和需求）的存储全能“新势力” 。
对于“新势力”这个说法 ， 存储产品线总经理李辉认为 ， 从用户的层面来讲 ， 他们多了一个可以放心去选择、能够提供相对来说同样好 ， 甚至更好的产品和服务的专业存储厂商 。 而从行业的角度 ， 又多了一个促进这个行业快速发展、变革创新一个新的厂商 ， 一股新的力量 ， 毕竟与整个用户端的商业模式演进和来自于整个大IT的技术演进相比 ， 存储一直处在相对慢半拍的这种状态 。 所以我们做这样的新势力 ， 不是来抢谁的份额 ， 是来服务客户 ， 促进这个产业创新和发展的 。
正是基于上述初衷 ， 站在整个存储产业的高度 ， 浪潮还系统性地提出了新存储之道 ， 其核心是通过包括极简架构、极致安全、极致稳定、极致性能、极致容量、极致云化和极易管理在内的七大极致的技术创新和产品创新来应对不断出现的挑战和满足用户的需求 ， 未来可期 。
【技术|SPC-1总榜夺冠：“性能现象级”浮出，存储“新势力”已至】写在最后：随着数字经济高速发展 ， 持续的数字化转型以及竞争激烈的全球环境使得企业更加重视发挥数据的价值 ， 而数据存储成为承载产业转型的基础平台 ， 分布式存储成为趋势 ， 2023年其占比将达到40% ， 闪存阵列将迎来高速发展 。 而以浪潮为代表的存储“新势力”正在通过不断创新 ， 在存储的全新赛道以性能为核心 ， 满足市场和用户需求的同时 ， 力改未来存储市场格局 。
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