比特红人馆 | 对话美光Doug Rollins:企业面临数字化需求更迭 存储行业将迎来新挑战

作者:贾桂鹏 来源:原创 2020-08-12

  2020年,新冠肺炎突然来袭,导致经济下行压力加大,而传统基建投资收益和产业渗透率也出现下降,所以,我国顺应全球科技和产业趋势变化,快速让“新基建”政策落地,从而打造未来科技发展全新优势。

  加速推进新基建,核心是加快推动5G网络部署,增加5G投资规模、扩大5G覆盖范围、提高5G使用率,这是新型基础设施建设的重要方针,同时也是增强经济发展动能的重要手段。

  随着我国“新基建”政策逐步落地,建设和使用方不仅要发挥5G产业数字化、智能化转型升级作用,还要依靠人工智能、云计算、大数据等技术,打破产业边际,促使前沿技术在建设智慧城市、智慧教育、智慧交通等多方面广泛应用,而这些技术发展就要面临这海量数据的存储和管理,那么,“如何存”、“怎样管”就成为了“新基建”背后存储行业将迎来的巨大挑战。

  这一次,比特网邀请到美光存储产品事业部企业级固态硬盘产品首席技术市场工程师Doug Rollins,与我们探讨存储行业在今年的趋势以及5G、人工智能等技术如何助力存储行业进一步发展。

比特红人馆 | 对话美光Doug Rollins:企业面临数字化需求更迭 存储行业将迎来新挑战
 美光存储产品事业部企业级固态硬盘产品首席技术市场工程师Doug Rollins

  5G使存储行业迎新挑战

  随着新基建政策的落地,各企业在5G、人工智能、工业互联网、云计算等新一代信息技术的发展显现出更多的互联网新兴模式,如围绕互联网、远程医疗、智慧教育、智能交通、智慧农业等领域正在积极开展多场景的结合,超高清流媒体(4K/8K超高清视频、游戏、VR/AR 远程教育等场景)、车联网或自动驾驶、网联无人机等;海量数据需要更高容量硬盘来存储与保存,企业只有尽可能收集更多的数据,此后才能对数据进行分析与利用,并挖掘出数据的价值。

  在这之中,5G技术展开使用,所产生的数据将呈现阶级式上涨。面对着大型数据的增长,意味着传统存储将无法承受5G时代的数据,急需一种新的存储方式来拯救数据存储。

  针对于数据量增长,存储产品要求提升,Doug Rollins表示:“5G领域的内存和存储需求非常多样化,无论是用于计算和网络的DDR4/5,用于加速的LPDDR4/5或者GDDR6技术,还是用于存储和启动的SSD、NAND或者NOR,美光的产品线支持我们服务于5G领域内最苛刻的应用。”

  面对这个多点迸发、指数级增长的存储时代,考验存储厂商的将是,如何实现物理堆叠架构与性能的等量提升,所以我们看到,近期众多存储厂商也在尝试着推出各类型的技术和解决方案,以应对目前瞬息万变的市场需求。

  从未来的趋势来看,5G是“新基建”之首,是蝴蝶效应的技术起点,其最大价值在于与云计算、人工智能、大数据、区块链等数字技术的深度融合,这些技术之间的互相补充,将补位商业应用的盲点,而这种融合本身以及与产业界的结合,必将是一个缓慢且长远的过程。而存储作为作为数字基础建设最重要的一环,将会越来越受到厂商们的重视。

  人工智能带来存储新理念

  目前,人工智能逐渐新一轮产业变革的核心驱动力和经济发展的新引擎,而数据作为人工智能发展的重要因素,在人工智能行业发展过程里面发挥着核心角色。其中,智能语音、图像识别、深度学习训练、推理等,全部依赖数据以及承载数据的基础设施。所以,加存储行业速基础设施建设,才能使海量数据得以安放,进而助力人工智能的落地实践。

  印象中,人工智能需要大量的算力,是计算密集型的典型应用。这使得人工智能所需存储,可以分为准备、训练、推理和归档等阶段,每个阶段的IO特征不一样,对于存储的要求也不一样。例如,在推理阶段,IO的特征是读写混合,并且要求存储的延时低,能快速响应。

  为了能够实现主流人工智能快速、海量存储以及高性能、大容量内存和多芯片封装技术的训练和推理引擎提供支持,存储厂商们也在研发更多可行的解决方案,其中,存储和人工智能怎样结合是重要因素:

  1、当机器学习科学家需要时,可以随时随地用数据来训练机器。

  2、通过人工智能以及高速内存和存储来推进大数据。

  3、边缘设备的智能化。

  4、为不断增长的数据量提供存储容量。

  Doug Rollins表示:“人工智能应用需要的内存和存储空间比现在更多,速度要求更快,只有这样才能适应5G带来的指数级增长的数据量,美光把3D NAND的高数据存储容量优点,与DRAM最理想的超高速处理特性,结合起来以实现人工智能。”

  可以明显的感受到,合适的人工智能数据存储平台是权衡指标,例如性能、可扩展性和成本。正确设置存储平台至关重要,因为涉及的数据量非常大。选择合适的存储产品往往决定着企业未来的发展。

  Micron 5210表现如何?

  随着现代工作负载的不断发展,为了满足对实时数据洞察和分析日益增长的需求,数据中心越来越需要在速度、容量、效率和可靠性上保持稳定,这是企业级闪存能够提供而HDD实现不了的。

  从SQL和NoSQL数据库到大数据和分析、对象存储和软件定义的存储部署,NAND闪存为客户的性能敏感型工作负载带来了诸多益处,从而取代了之前的HDD。

  基于企业的需求,新产品研发就成了各家存储厂商占领市场的有效方式,美光适时的推出了基于QLC NAND技术的Micron 5210。

  用NAND闪存来替代HDD处理性能敏感型工作负载,如SQL和NoSQL数据库、大数据和分析、对象存储和vSAN容量层级,使我们的客户获益匪浅。Micron 5210正在快速取代10K HDD。与最大10K RPM HDD相比,Micron 5210的随机读取速度快175倍,随机写入速度快30倍,顺序吞吐量提高2倍,能效提高3倍。不仅如此,并且,Micron 5210还具备非常高高的性价比,让产品在市场上有着很强的竞争力。

  目前,OEM厂商也加速使行业将通用服务器工作负载HDD过渡到QLC SSD,从而提升性能、可靠性和功耗能效Micron 5210上市之后,合作企业对它有什么评价呢?

  联想数据中心集团数据中心基础设施业务总监John Donovan对此做了很好的评论:“美光的SSD基于创新且拥有更佳耐用度的QLC技术,使客户能够安全地处理众多工作负载,满足了日益增长的性能和容量需求。”目前美光的5210 QLC SSD目前已搭载于联想ThinkSystem解决方案产品线中,随着市场不断采用QLC,相信Micron 5210会有不错的表现。

  写在最后

  现阶段,存在于企业在存储方面的挑战,主要体现在数据的急剧增长和需求快速变化上。如在今年新冠疫情前,互联网行业视频数据迅猛发展,在疫情期间,网络办公数据又出现了快速增长,数据类型、存取方式都存在着较大差异,需求的变化也随之而来,而根据需求不同,一部分企业面临某类存储资源过剩,而其他存储资源严重不足的局面,这将进一步影响企业的发展。对于决策者来讲,未来需求存在更多不确定性,这种特征在当前业务快速发展变化的趋势下,将会愈发明显。这同样给存储厂商带来的新的机遇。

  同时,随着几乎所有行业都将被数字化转型颠覆,各个企业也将面临着雪崩般的数据,这对于传统存储设备的性能、灵活性、可靠性和可扩展性方面将面临极大的挑战。因此,存储行业也正在发生着变革,以迎接企业更严苛的需求变化。

  以下是比特网对美光存储产品事业部 企业级固态硬盘产品 首席技术市场工程师Doug Rollins的专访具体内容:

  比特网:在疫情期间,“新基建”迅速成为各界所关注的焦点,很大程度上被当作对冲疫情影响的一个重要的政策措施,各界对于新基建的理解和解读有些差别,那么新基建给美光带来了哪些新机遇?

  Doug Rollins:此次疫情无疑促进了在中国和其他国家地区建设新的数字基础设施,以及投资于5G、数据中心、人工智能、工业互联网等领域的需求。对于美光而言,我们的巨大机遇则是通过内存和存储来推动这场巨大的变革。

  美光对未来的5G世界振奋不已。我们认为5G是一种颠覆性的技术,它将以多种方式、在多个层面影响消费者和企业,包括手机、自动驾驶、熄灯工厂、增强现实/虚拟现实、智能边缘、人工智能以及我们从未梦想过的很多技术。这些都是我们关注的重要领域,我们的内存和存储产品是适合为很多5G应用提供支持的核心技术,因为归根结底,所有一切都依赖于数据。

  数据中心建设的爆发给美光带来了巨大的市场机遇,多种需求应运而生,包括高性能、高可用性,以便快速访问关键任务数据,以及可扩展性和可管理性,以便处理可预测的需求、增长或者不可预见的活动高峰。拥有专门为数据中心打造的高性能存储解决方案对于满足这些需求至关重要。

  美光丰富的数据中心固态硬盘(SSD)产品线是为满足数据中心基础设施需求而专门定制的。从机械硬盘(HDD)的替换选择到超低延迟NVMe存储,我们在各个方面提高了数据中心的性能、容量、耐用性和能效。我们的企业级SSD通过分层使用服务器端存储和I/O加速功能,在模式2分布式平台上表现出色,在模式1的大型存储系统中作为主存储或者存储加速器,表现同样出众。通过使用固态介质而不是物理旋转磁盘,SSD的随机I/O性能比HDD快几个数量级,而且其使用寿命更可预测,在外形封装上也实现了创新——所有这些都是现代高性能数据中心的关键所在。

  随着5G在全球范围内的推广,美光将充分利用这些机遇,推动内存和存储的增长。作为第一家在1Z节点上实现量产的供应商,这将是我们关注的重点,因为我们期待着这种领先技术所带来的回报。我们现在也开始对基于1Z节点的DDR5进行送样,为5G以及后续下一代技术奠定关键基础。

  此外,5G领域的内存和存储需求非常多样化,我们特有的丰富的产品线是我们可以利用的一个关键优势,将服务于5G增长带来的巨大机遇。无论是用于计算和网络的DDR4/5,用于加速的LPDDR4/5或者GDDR6技术,还是用于存储和启动的SSD、NAND或者NOR,美光的产品线实力都支持我们服务于5G领域内最苛刻的应用。

  试想一下,如果5G在今天得到广泛应用,某些应用将成为可能,比如无人工厂和远程手术——这些都有助于解决我们在疫情中面临的一些挑战。如果这些在今天已经实现了,那我们现在就不会遇到全球工厂倒闭和供应链中断的情况。如果远程手术已经广泛应用了,我们就可以避免像现在这样让医生和其他病人面临感染疾病或者延误手术的风险。5G被认为对这两种应用情形都是绝对关键的,因为这两种应用情形都需要快速实时通信的很多联网系统和设备,不妨想一想,对于在关键手术中操作机械臂的医生,以及操作工业机械的工厂工人来说,如果出现延迟会是多么的危险。

  在新基建方面,我们认为另一巨大机遇是人工智能(AI)。有了5G,我们预计设备将能够即时处理人工智能任务所需的所有数据,让消费者真正体验什么是智能。在这方面,内存和处理需求将发生变化——人工智能应用需要的内存和存储空间比现在更多,速度要求更快,只有这样才能适应5G带来的指数级增长的数据量,而这恰恰是美光的用武之地。美光技术把3D NAND的优点——高数据存储容量,与DRAM最理想的特性——超高速处理,结合起来以实现人工智能。

  比特网:人工智能也是新基建中重要组成部分,而且它的发展越来越迅速,导致了企业对于软硬件结合非常看重,美光在这方面有什么计划?

  Doug Rollins:美光的技术正在推动新一代高速、智能化的全球基础设施建设,以实现主流人工智能(AI)。我们的快速、海量存储以及高性能、大容量内存和多芯片封装技术为人工智能训练和推理引擎提供支持,无论是在云端还是嵌入在移动设备和边缘设备中。

  美光的专业知识和经验可帮助企业在多个领域使用正确的内存和存储解决方案优化其AI/ML/DL系统:

  当机器学习科学家需要时,可以随时随地用数据来训练机器。美光在3D NAND和高性能、大容量存储和内存方面的创新,使我们的硬件成为高效机器学习快速处理大量数据的首选解决方案。

  通过人工智能以及高速内存和存储来推进大数据。固态硬盘的带宽非常大。使用高速内存和存储,企业能够更靠近处理引擎获得更多的数据,从而更快地进行分析。

  边缘设备的智能化。人工智能系统通常需要在网络边缘进行计算和数据过滤,在接收之前对数据进行预处理。智能边缘网络设备需要美光的高性能和低功耗内存。

  为不断增长的数据量提供存储容量。美光满足了处理整个人工智能生态系统中生成的大量数据的容量和性能需求。

  为此,美光提供了丰富的内存和存储产品线,用于增强基础设施,以支持人工智能工作负载的特殊需求,包括:

  我们的显示内存GDDR6产品,支持基于计算的高性能数据处理。神经网络的决策算法要进行密集的数学处理和数据分析,这些都需要速度更快的内存和存储。

  Micron 5210 SSD针对服务于人工智能和机器学习的数据湖而设计,通过实时高速读取加速了分析过程。使用该产品,企业能够以合理的价格,针对庞大的数据集迅速开发人工智能和机器学习程序。

  美光 9300 NVMe? SSD使企业能够以3.5 GB/s的速度持续访问和处理海量数据,无论是顺序读取还是写入,都具有Micron 9300系列NVMe? SSD的高容量和加速性能。

  美光的LPDDR4等高级DRAM解决方案提供了高性能内存解决方案,支持企业扩展计算服务器,以帮助提高整体系统性能。通过边缘存储设备在低功耗、大容量内存方面的创新,人工智能/机器学习得以部署。

  我们最先进的深度学习加速器(DLA)解决方案,例如美光人工智能推理引擎(Micron AI Inference Engine),包括了基于FPGA的模块化架构,它配备了运行美光(之前的FWDNXT)神经网络高性能推理引擎的先进内存解决方案。

  比特网:我们看到,美光目前推出的5210 ION企业级SSD已经采用了QLC NAND技术,那么它相较于传统HDD有哪些优势?之后会不会全面取代HDD呢?

  Doug Rollins:Micron 5210基于公司先进的QLC NAND技术。它拥有以下功能优势:

  性能提升:与最大的10K RPM HDD相比,Micron 5210的随机读取速度提高了175倍,随机写入速度提高了30倍,顺序吞吐量提高了2倍,能效提高了3倍。

  QLC 固件创新:美光最新的QLC定制固件有助于解决QLC耐用性问题和工作负载限制问题,使QLC SSD能够可靠地取代通用服务器和存储设备中的HDD。

  960GB SKU:美光新推出的960GB SKU(现已正式上市)满足了客户的强烈需求——采用具有成本优势的SATA QLC SSD替换900GB至1.2TB 10K HDD。

  OEM厂商验证:Micron 5210现已通过大多数主要服务器原始设备制造商的认证,为终端客户提供了众多的供应链选项,并对5210通过严格测试充满信心。

  VMware vSAN认证:Micron 5210最近在VMware vSAN上得到了认证,是迁移到全闪存vSAN一种经济高效的方式。

  快速供货:Micron 5210 ION SSD正在批量生产,可通过许多主要服务器原始设备制造商、全球领先的代理商、分销商和系统制造商供货,其单价可与10K企业级HDD相媲美。

  随着工作负载的不断发展,为满足对实时数据洞察和分析日益增长的需求,数据中心越来越需要在速度、容量、效率和可靠性上保持稳定,这是企业级闪存能够提供而HDD实现不了的。从SQL和NoSQL数据库到大数据和分析、对象存储和软件定义的存储部署,NAND闪存为客户的性能敏感型工作负载带来了诸多益处,从而取代了之前的HDD。很明显,HDD存储的时代开始衰落。

  比特网:5210 SSD推出市场已经2年时间了,它目前的市场表现如何?

  Doug Rollins:我们很高兴地看到客户迅速和广泛地采用了Micron 5210,而且采用的客户数量正在稳步增长。原始设备制造商(OEM)的应用势头加速了该行业通用服务器工作负载从HDD向QLC SSD的过渡,从而改善其性能、可靠性和功耗。

  我们其中的一位客户——联想数据中心集团数据中心基础设施业务总监John Donovan对此做了很好的评论:“美光的SSD基于创新且拥有更佳耐用度的QLC技术,使客户能够安全地处理众多工作负载,满足了日益增长的性能和容量需求。” 美光的5210 QLC SSD目前已搭载于联想ThinkSystem解决方案产品线中,随着市场不断采用QLC,我们的客户会越来越多。

  比特网:目前企业存储的趋势是什么样的?美光有怎样的布局?

  Doug Rollins:随着几乎所有行业都将被数字化转型颠覆,雪崩般的数据涌入我们的生活,很明显,传统系统在提高性能、灵活性、可靠性和可扩展性方面将面临极大的挑战。因此,存储正在迅速发展,以满足这些新的需求。我们看到的一些存储趋势包括:

  1.存储接口将被整合——在几代技术中,SATA、SAS和PCIe(NVMe)等存储接口都共存于数据中心中。情况正在改变。现在和以后,SAS会逐步减少,SATA可能会迁移到性能和成本非常低的平台上。随着四层单元(QLC)3D NAND技术总体拥有成本(TCO)的改进,在某些应用情形中已经被用来取代三层单元(TLC),闪存现在可以更直接地与10K RPM HDD相竞争,后者是拥有50年历史的旋转介质的最后堡垒。分布式存储和分布式应用也加速了公有云和私有云向闪存的发展。随着这一趋势的加速,闪存接口将得到整合。基于架构的存储有望成为标准。我们预计在新平台应用中,NVMe闪存将继续淘汰传统接口,转而应用于数据中心外围。

  2.基于工作负载的存储设备会进一步优化——正如应用已经发展到共享基础设施一样,闪存也从一些通用的选择发展为设计、容量、接口和特性的多种组合选择。现在的数据中心闪存及其使用与不久前有着很大的不同。业界(应用架构师、部署设计师以及SSD和NAND制造商)进一步了解了不同的应用和工作负载怎样与存储交互,因此,我们采用了新的闪存技术,并将其集成到与这些工作负载相匹配的新SSD设计中。像美光这样的SSD供应商正在不断扩展数据中心SSD产品线,以帮助提高平台效率。

  3.优化闪存,新型封装外形。SSD一直固守于使用传统的HDD插槽和接口。随着EDSFF等新兴外形规格标准的出现,我们将看到SSD会针对具体应用情形进一步优化。这些新的外形规格有助于客户优化平台密度、流量和功耗。

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