IDC-忆联-SSD助力新一代数据中心高质量发展白皮书

IDC观点01第一章格物致知夯实基础设施底座031.1数据中心：数字经济时代的核心引擎和战略资源031.2数据中心发展态势：全场景、高性能、高弹性、可持续服务051.3存力：建设新一代数据中心对存储基础设施提出新要求081.4固态硬盘：以硬件能力提升推进数据中心升级11第二章大势所趋高质量发展新时代152.1聚焦节能降碳，助力绿色发展162.2构建多层保护机制，全方位保障数据安全182.3基于高效存储访问，实现快速业务响应212.4降低设备与运行成本，助力存储与计算业务增效23第三章应用实践切实发挥领先技术的价值25第四章IDC建议33第五章忆联SSD为新一代数据中心构建存储基石37在数字经济时代，数据中心是汇聚着计算资源、网络资源、数据资源的核心枢纽，展的核心引擎和战略资源。不断增长的计算需求和利好政策成为数据中心快速发展的主要驱动力。IDC预计，全球对于数据中心的建设投资将保持加速增长状态，从建设数量来看，2022年-2026年，全球新建数据中心数量将以8.6%的年复合增长率(CAGR)增长。这对存储基础设施提出了包括提供海量空间、多样存储、弹性扩容、极致性能、智能运维、高密存储、绿色低碳等崭新的要求。在这一历史潮流下，固态硬盘 (SSD)存储以高可靠、低时延、低能耗等特性，成为新一代数据中心的主要存储介质。企业级SSD已经在虚拟化、云计算、大数据分析、人工智能等领域得到广泛球企业级SSD市场规模将在2026年达到近272.6亿美元，五年年复合增长率达，应专注绿色、安全、高效率和高效益发展方向。新一代数据中心应充分利用SSD低能耗、高效率、低散热等优势，聚焦节能降碳，助力绿色发展；融合先进编码、灾备、信息安全技术，构建多层保护机制，全方位保障数业务响应；伴随SSD与机械硬盘的价格差距持续缩小，助力企业优化设备与运行成本，实现业务降本增效。持续激增的数据存储与信息交互需求将促使数据中心进一步提升存储性能和业务弹性，由此，基于数据中心级SSD开启高质量发展范式成为放眼未来，数据中心的高质量发展依赖于高科技建设与高水准运营，这是形成数字经济良性生态的基本保障与催化剂。一方面，数据中心建设需以科技创新为依托，全面提升数据中心技术水平，融新创研。专注提升SSD全维度存储能力、拥抱新型接口，巩固高I/O、大带宽优势，突破大容量瓶颈；致力完善SSD多维保障能力，为企业提供稳定、可靠、低能耗、高利用率、低成本的存储服务。同时，借力人工智能技术以发挥极致存储性能，融合智能分类技术，对数据形成有效管理。基于云网融合，构建高效灵活、全面覆盖的数据存储底座。另一方面，数据中心运营需贯穿数据全生命周期，强化绿色、安全、智慧、高效的可持续发展之路。从存储底层到运维管理，应全面渗透绿色低碳理念与措施；从数据新生到归档存留，需全方位构建立体安全屏障；从原始数据无序到有机结构存储，可智慧构建精巧数据底座；从数据中心与上游OEM/ODM、下游企业用户的服务供需分离，向紧密合作发展，将数据中心已经成为各行各业在数字经济时代的核心引擎和战略资源，是汇数据中心已经成为各行各业在数字经济时代的核心引擎和战略资源，是汇聚着计算资源、网络资源、数据资源的核心枢纽。在越来越多的企业践行数字化优先战略的大背景下，数据中心需要持续升级迭代，这对存力基础设施提出新的时代的核心引擎和战略资源伴随着人工智能技术与集群计算能力近十年来里程碑式的跨越发展，从信息行业开始，高度自主化、分布式、泛在性的计算能力已经渗透到千行百业，不断刷新数字经济时代特征，持续重塑数字经济时代生态。尽管各行各业业务需求、服务对象千差万别，但其数字智能化强弱可以体现为三个关键指标：可用计算平台算力的规模与速度、算法储备的广度及深度以及行业相关数据储备的总量、覆盖度与易用性。算法、算力的获取，以及数据储备与更新构成企业独有的、原生的核心优势能力与测，全球新产生的数据总量将在2026年达到221ZB，五年年复合增长率达23.8%。设备可以应对早期、小幅的数据增长，但当设备规模达到一定程度以后，数据的管理效率和运维成本都将不再可控。建设专门的数据中心，构建基于云的存储访问与管理体系，融合新型技术、解放运维人力、降低运营成本、形成低碳生态，是数据驱动数字经济的必然选择。新型数据中心可依托基于人工智能的新型容器化运维管理技术、融合冗余双工与差错控制编码技术、集成信息防窃取防篡改能力，专注全生命周期数据管理，可有效融合高速、大规模存储新、旧设备，在底层存储与上层应用间搭建信息的内部高速通道，突破数据从存储到使用的 20252026作为数字经济发展的重要载体，数据中心规模将呈现持续扩大趋势。IDC预计，到2026年，全球新建数据中心数量年复合增长率(CAGR)达到8.6%。计算需求增长(尤其是云)以及政策利好成为数据中心快速发展的主要驱动力。数字经济时代的计算需求不断增长：在数字经济时代，企业的创新源头在于挖掘、捕捉持续变化的用户市场特征，而这一过程高度依赖于对市场及用户数据的自动获取、智能分析、深度融合、全方位画像，这极大程度促进了企业存储、计算需求的并发、持续快速增长。数据中心联袂云计算凭借巨大、泛在、网联、弹性的存储、计算能力，正在成为承载企业数据驱动创新的主流平台与通用性技术。数据中心与云计算联合深化了数字经济产业化的纵深发展，延伸了数据与计算的价值，融合新兴信息技术，激发创新潜力；也联合塑造了产业政策利好加速数据中心发展：基于企业对于数据中心服务与能力需求的快速增长，中国政府也制定了诸多政策鼓励、规划、规范数据中心的建设、运营与可持续发展。工信部联合发改委等五部委于2013年发布了《关于数据中心建设布局的指导意见》，对我国数据中心建设进行了区域性布局，给出大型数据中心的选址建议。2015年3月，工信部、国管局、国家能源局联合发布了《国家绿色数据中心试点工作方案》，制定了绿色数据中心建设相关国家标准，并发布建设指南。2017年5月，国家标准《数据中心设计规范》发布，为数据中心建设在技术、环保、安全可靠等多方面提供标准与依据。2021年国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合发布了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，布局、推进东数西算工程。在国家政策的引领下，诸多省份和直辖市也先后发布相关政策，为数据中心的建设与发展保驾护航。在各级政策的支持下，数据中心的建设已经成为数字经济时代的核心基础设全场景、高性能、高弹性、可持续服务企业将持续推进数字业务的可持续发展，基于敏捷、弹性、安全、高效的技术支持，获得竞争优势。因此，IDC认为，新一代数据中心应该是能全场景满足企业数务发展过程中供可定制化的存储心的运营与发展过程中域形成可持务发展过程中供可定制化的存储心的运营与发展过程中域形成可持字化发展,全方位提供数字化能力支持的基础设施。据的全生命周期管理过程中供敏捷访问、弹性增、高效实施的高性能数力，将企业从繁重的数担与人力及时间成本中企业创新提供优势。构问体系，实现泛在、快支持多模态工作负载：未来，数据中心需要承担多模态存储与计算工作。从任质的主要包括计算密集、I/O密集等类型任务。其中，计算密集型任务需要高密度的计算能力，对于存储I/O吞吐要求不高，典型的业务包括加解密、正则表达式搜索、大规模矩阵计算、大型人工智能网络计算等等；诸如文件处理、网络数据采集、大规模文件复制迁移等I/O密集型任务对于存储读写频度有非常高的要求。从存储数据特性上，主要包括对于冷数据、热数据的存储与访问任务。然而在实际中，大部分类型业务体现出综合特性，兼顾冷数据与热数据处理，兼负计算密集与I/O密集型任务，任务重心根据业务状态而波动。从应用层面而言，企业多基于关系型数据库来存储、管理业务数据，并在此基础上进行数据挖掘与分析。因此，数据中心需要对联机事务处理(OLTP)、联机分析处理(OLAP)、人工智能网络训练与执行等代表性任务，具有针对性的优化增强能力。从更宏观的层面看，云计算是整合、管理分布式的存力、算力、运力的高效框架，打造“云-网-算-存”体系化能力将是适应企业、生态可持续发展诉求：数据中心是服务于企业的信息化底座，需要适应企业及环境生态的可持续发展。随着5适应企业、生态可持续发展诉求：数据中心是服务于企业的信息化底座，需要适应企业及环境生态的可持续发展。随着5G/6G、AI、区块链、数字孪生、元宇宙等新兴信息技术的持续颠覆性突破，数据中心须快速捕捉变革，数据中心需要针对国家建设绿色生态环境相关要求，不断研发、集成新型节能存储与运算技术，融合可再生新型能源，贯彻低碳、绿色方针，助力碳中和及碳达峰中长期国家战略的实现。这些要求均将倒逼数据中心加速升级，从单一面向存储计算性能提升的技术发展实现对海量设备和环境的集约化高效管理：IDC看到，全球企业自建数据中心占比在预测期内呈下降趋势，大型云服务提供商将成为数据中心建设的主力，即服务模式(aaS)将成为行业主导。中国也呈现出相同的趋势，数据中心将呈现出更为集中化的建设态势。这意味着，数据中心需要拥有海量设备，以满足海量数据大规模并发处理需求。海量设备的高效运行需要依靠信息化、数字化技术手段，建设出一套完善的智能多、边缘计算需求增长对新一代数据中心提出了边缘策略优化需求。受诸如汽车、医疗和制造等行业对低延迟性能的需求驱动，边缘计算正在成为一个重要的议题，边缘服务器市场将由点到面迎来快速增长。为了满足用户的超低时延应用需求，可将计算和存储资源置于网络边缘，降低从数据中心到边缘设备的时间延迟。对于数据需求量非常大、数据可靠性要求比较高的边缘设备而言，将数据集中存储在数据中心，并采用边缘计算方式在终端处理是最佳组合选择，这对数据中心存储设备的存是保障用户满意度，员工满意度以及企业财务表现的重要因素。新一代数据中心建设应能够满足企业业务的连续性需求，降低或规避自然灾害、设备故障、人为操作失误等造成的损失。针对业务连续性需求，首可靠设备，保障设备的可靠性和安全性，避免单边缘计算服市场规模达到40.5亿美元，较2021年增长19.1%，中算服务器整规模年复合增长率将达到22.1%。点故障；其次为信息系统和数据系统建立包括本地备份和远程保护的数据备份机制，保障出现意外时系统可以正常运转；再次建立数据恢复机制，确保业务。始终关注成本和效益：数据中心的成本主要包含建设成本、运维成本和能源成本等，其中服务器硬件成本、人力成本，以及保持设备冷却所需的能耗成本是重要的支出。在“新基建”、“碳中和碳达峰”、“东数西算”政策的促进下，新一代数据中心应使用高可靠的硬件设备提升设备寿命、降低设备更换成本；减轻机体重量、缩小占用空间，利用虚拟化技术增加设备逻辑接口，满足更多用户需求，提升数据中心设备利用率，降低设备成本和能耗成本；使用智能运维技术有效提升管理效率、缩短响应时间、降低运维成本，最终达到降本据中心对存储基础设施提出新要求构建新一代数据中心，需要实现底层三大要素的全面升级，包括计算力(算力)、数据存储力(存力)和网络运载力(运力)的全面升级。三者并驾齐驱，互相制约、渗透、协同，是构建激活市场、联通行业、赋能创新的底层驱动力。其中，存力是承载数据的基础，数据的主体作用客观上决定了存力在数据中心中具有基石地随着信息科技技术、垂直行业需求、互联网经济特征的演变，企业积累的数据量不庞大的数据在存储过程中产生大量寻址行为，读、写访问过程中寻址物理介质海量数据的存储增加存储设备的规模与管理的负担，由于存储介质硬件与软件大规模存储必然依赖基于云的架构，云、网、算、存的复杂耦合关联将会引入数据存储规模激增、高频快速访问带来了不可忽略的能耗攀升以及相关成本增存力”的升级对企业高效、可靠、安全、绿色地存储与访问数据至关重要，数字化支持海量存储，提供极致访问性能数据存储需求，为数据价值挖掘提供支持，资源协同管理据中心，资源协同管理智能数据运维，杜绝信息孤岛筑生态支持海量存储，提供极致访问性能：存储容量是数据中心最基础的能力指标，在数据持续呈现几何级数增长的趋势下，企业存储持续、动态增容是基本需求。然而，任何企业对于数据存储容量的需求不是简单的持续增幅，而是需要应对存储峰值流量的冲击；与此同时，企业在非峰值期间的容量需求，往往远小于峰值负载。因此，企业希望数据中心可以支持弹性、稳健、无感的动态扩容，同时能保证面对巨量负载数据库管理与访问的一致性，从根源上消除存储支持多样数据存储需求，为数据价值挖掘提供支持：数据对于企业是战略资源，但数据并非简单的0、1比特，而是具有多模态组织形式的对象。另一方面，很多数据是未经清理、整理的原始形态，规格、大小、特征呈现高度差异化形式，很难为企业直接应用。针对这一现象，未来的数据中心不应仅仅承担物理存储这一基本功能。企业更期待数据中心能够对不同类型的数据完成数据清理，形成便于访问、使用的标准化形式，并为数据挖掘、人工智能、数据管极致访问性能，资源协同管理：数据规模的无限增大必然导致访问与管理的困难。然而，不同业务类型对于数据中心有显著的差异化需求。计算密集型业务集型业务则要求高频的读写能力，例如大规模电商在线促销活动。对于各类极端要求下的业务，数据中心需要具备应对峰值的极致读写速度与计算能力。同时，面向多类型并发业务，能够高效协调各类业务所需资源，满足不同业务各自性能需求。另一方面，在信息安全、数据可靠性能方面，可以向用户提供可信赖的保障。例如，数据多重冗余与纠错编码保护，确保永不丢失；支持先进安全加密保护、可信认证、完整性验证，有效保护用户数据隐私，防止数据窃智能数据运维，杜绝信息孤岛：随着业务增多、数据累积、记录迁移，大规模数据存储通常需要高效的分布式数据管理技术。企业的部门众多，数据会经常被复制、分析、标记、修改，相关联的数据也会被转移，散布于各个存储区间。一方面，信息的重复会导致存储访问负载增加、数据使用效能低下；另一方面，当数据关联性随时间推移而丢失，逐渐会形成数据或者信息孤岛，隐藏数据价值。未来的数据中心需要强化智能运维能力，以达到自主梳理数据关系，构建关联逻辑，从而杜绝数据孤岛，为用户使用数据创造最便捷的环境与绿色低碳，共筑生态：对于数据中心而言，企业所需存储介质数量的增长速度与存储数据规模的上升成线性正比关系，几何级数的数据增长势必对于存储的物理空间、设备成本、用电能耗直接带来不可承受之重。在存储技术研发方面，存储介质的发展方向是极高密度存储，极低单位能耗，以此对抗庞大的数据增幅。在数据中心建设方面，依托国家政策指引与规划，坚持节约化道路，在布局、选址、体量上均需充分考虑能源、成本、模式的优化，形成“东数西能力提升推进数据中心升级IDC认能力提升推进数据中心升级IDC认为，由固态硬盘(SolidStateDrive，以下缩写为“SSD”)提供存储 (包括外置存储系统与服务器内置存储)的数据中心，具备高密度、高可、低能耗等特征，可承载企业核心以及新兴业务和应用。目前，SSD是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘。企业级SSD是一类对主控、缓存、闪存性能要求高、数据读取速率高、安全性能强、温度适应范围广的大容量存储设备。企业级SSD使用闪存颗粒作为存储介质，通过为数据中心热数据做容灾备份，为温数据做热备份，在发生故障时，通过快速存取，使备份数据恢复为生产数据，确保业务的连续性。企业级SSD的多重数据保护机如冗余校验、端到端保护等，为数据中心的数据安全性提供了有效保障；主控芯片搭载的监控算法可以有效监测硬盘寿命、硬盘温度等指标，为数据中心提供了智能化运维途径；SSD小尺寸、低能耗、少散热的特点可以缩减SDNAND超过200层的NANDSSD已经实现突破；TLC仍是主要使用的介质，QLC-NAND闪存快速发展，预计未来将在市场上得到更广泛的应用；在接口方速上升至15GB/s甚至30GB/s；此外，在规格方面，随着计算生态向PCIe多元化的应用场景。企业级SSD已经在虚拟化、云计算、大数据分析、人工智能等领域得到广泛应用，为互联网、电信、金融等行业提供稳定可靠的高级SSD市场规模将在2027年达到近250.7元，2022到27年年复合增长率达5.6%。在越来业践行数字略的大背景下，中国企业级SSD得了长足发22年中国企业级SSD市场规模同比增长18.3%，达到38.8预计未来五和中国企业级SSD市场将保持稳企业级SSD出货容量(TB)2022-2027CAGR企业级SSD出货量(Unit)2022-2027CAGRSDMCAGRSSD($/GB)2022-2027CAGR5.6%伴随数据中心成为信息化系统中的核心部分和基础底座，越来越多的行业对其存取速度、安全性和可用性更加重视，这就对数据中心的存储设备提出了更加严格的要求，数据中心级SSD(DSSD)应运而生。相比于传统企业级SSD，数据中心级SSD应具备更稳定耐用的性能，更高的单盘容量，更高速的接口和更强的读写能力，并借助先进的数据保护机制具备更强的安全性，以更好满足新一代数据中心存力的需求。存力基础设施的升级，将有效带动数据中心高质量发展。根据SNIA标准组织定义(2023年1月)，数据中心/超大规模服务器以及数据中心/超大规模存储场景对SSD的形态、功耗、性能/时延、寿命、容量、管理接口及高级特性等方面都具有特DataCenter/HyperscaleServer /超大规模服务器场景)DataCenter/HyperscaleStorage /超大规模存储场景)持久化存储RAIDECJBOD/JBOF8.25-11W(M.2)12-25W(E1.S)负载inchUE1.LE1.S高读带宽型顺序写型(ZNS)读优先型储存云体媒流度速写读速高境环载户负租作多持工支型合混及型集密持支CT的低更容大量支境库据数能性高况情能耗整调态动可,动理振管抗,源温高电耐持支……析分据数大高性久耐,用使续持可算计储存云体媒流度速写读速高境环载户负租作多持工支型合混及型集密持支CT的低更容大量支境库据数能性高况情能耗整调态动可,动理振管抗,源温高电耐持支……析分据数大高性久耐,用使续持可算计模规大此外，2021年，OCP组织也已经基于市场用户，尤其是大型互联网企业的需求，更SD耗、散热、QoS、可靠性做了进一步细化，比如在日志方面，增加对SSD长尾时延的监控、丰富的健康信息日志定义；在保持力方面，断电情况下的数据保持能力从原来25℃条件下一个月，升级为40℃条件下一个月；在功耗方面，从9档位功耗 (从8.25~35W固定分档)，修改为更广的功耗范围和更灵活的自适配需求等，以更虚拟化 数据中心级持环横向扩展和单服务器持环在越来越多的企业践行数字化优先战略的大背景下，绿色、安全、高效率在越来越多的企业践行数字化优先战略的大背景下，绿色、安全、高效率、高效益的等正在成为塑造新一代数据中心存力基础设施的关键特征。数据中心级SD存力技术设施的性能，在很大程度上影响了整个数据中心的性能水平。伴随着5G、人工智能、大数据、物联网、元宇宙、云计算等新一代信息技术的快速发展，数据呈现海量增长趋势，海量数据存储与交互需求促使数据中心进一步提升存储性能和业务弹性。未来数据中心的数据存储，应朝着绿色、安全、高效率和高效益方向发展。数据中心级SSD在存取速度、安全保障、智能监测、能耗方面的性能提升将有大带宽和高读写性能大带宽和高读写性能电源能耗多级调优物理体积小与虚拟化技术结合软硬协同基于虚拟化技术提升储存灵活性低能耗、低制冷、低降噪固件升级物理资源灵活配置有效适配云计算架构聚焦节能降碳，助力绿色发展数据中心聚集了大量服务器、存储设备、网络设备等IT设备，随着数据中心能力的增强，保证数据中心正常运转所需要的能源消耗也随之增大。生态环境部数据显化碳排放量的1.14%左右。气候变暖、能源紧张等问题，使数据中心面临着节能减排、绿色发展的严峻挑战。《巴黎协定》后，全球各国积极采取行动减少温室气体绿色节能必然成为数据中心的一大发展趋势。此外，用于散热的能耗同时也增加了数据中心的运营成本，据网络公开数据，电力成本在数据中心的运营成本中占比高面对数据中心的巨大能源消耗，中国在2017年《“十三五”节能减排综合工作方案》中提出，新建大型云计算数据中心PUE值应低于1.5。2021年，国家提出对PUE国家四部联合印发《绿色数据中心政府采购需求标准(试行)》，要求2023年6月起数据中心PUE值不高于1.4，2025年起数E整体而言，低碳环保、绿色节能的实现可以从提高散热效率、增强设备性能、控制提高设备效率，改善数据中心设备性能，可以保障在相同功耗下提升数据中心淘汰高耗能组件，升级算力高、空间节省、碳排放低的新组件，在保持数据中此外，可以通过虚拟化技术，共享计算资源，调整服务器负载提升设备利用率，减作为核心存储介质，SSD读写速度快、单片功耗低、物理体积小、存储密度高。相比于机械硬盘(HDD)，SSD不仅可以升级数据中心算力，而且可以节省存储空间，降低单位存储的能源消耗，助力数据中心存储绿色升级。此外，基于SSD的固件算法，通过软硬协同，降低了服务器的整体功耗。在虚拟化技术的支撑下，将数据中心众多服务器的存储资源云化，为用户提供统一的存储通道，提升了数据中心。基于低能耗比，解决“低能效”难题：SSD采用纯电子电路方案，存取数据时不需要额外的能量驱动机械设备，能耗较之HDD要低很多，在同等功耗下可大心级SSD采用高能效比硬件，利用集成能效控制算法进行功耗调优，在面向数置，实现电源能耗多级可调，满足用户在不同场景下对性能和功耗的配置需求。电源功耗的多级调优，基于低能耗比策略，既满足了用户的性能需求，又基于小体积优势，提升单位空间内的存储容量：针对数据中心突出的能耗问题，数据中心的建设规模也受到了一定的限制。SSD使用闪存作为主要存储单元，堆叠技术的使用保证了存储容量增大的同时，设备体积并未有明显变化。势，决定了有限的空间可以容纳更多的盘片，获得更大的存储空间。在云计算、大数据、AI分析等有大规模数据存储需求的场景下，SSD的小体积大容量优势能够显著节约设备存放空间，提升数据中心空间利用率，增加设备存储容量，助力数据中心升级，降低数据中心总拥有成本 (TCO)。基于虚拟化满足更多用户需求，提升数据中心设备利用率：数据中心使用虚拟化技术将服务器和存储整合到一个共享平台上，同时保持应用、操作系统和数据之间所需的隔离。企业无须关心数据存放的物理空间，实现了存储的智能化和自动化。云存储的实现依赖于虚拟化存储技术，虚拟化存储技术屏蔽了系统的复杂性，使用负载均衡功能提升了存储空间利用率，解决了实体存储的空间浪费问题，而且虚拟化存储所特有的弹性扩展功能有助于降低运营成本，避免资源浪费。目前多种虚拟化存储技术已经应用于SSD存储，以满足更多用户需软硬协同，降低服务器整体功耗：数据中心为用户提供数据存取服务，服务器收到读写指令后，在CPU控制下对存储设备进行读写操作。SSD的主控芯片可搭载一定的控制算法，在这些控制算法下，可以实现软硬协同，对SSD的数据读写通过硬件完成。数据读写过程中的软硬协同不仅避免了因CPU任务调度、资源占用导致的性能降低，减少读写操作过程的时间损耗，同时也减少了数据构建多层保护机制，全方位保障数据安全在数字化经济发展的今天，数据访问的大规模性、数据交互的高复杂度、数据应用的广泛性，为数据带来了合规监管需求、流动共享风险、数据存储风险等多方面的安全挑战。数据中心产业规模的扩大和集中化发展的趋势让安全再次成为关注的重数据中心的物理安全：数据中心中不仅拥有大量的服务器，而且有众多的网络设备和电力系统设备保障数据中心的正常运转。数据中心的物理安全可通过数据中心的安全位置选择、数据中心建筑物的物理访问控制、数据中心的安全监数据中心的数据安全：除物理安全保障外，数据中心的数据安全至关重要。数据中心承载着数据的存储、传输、计算、展示及应用等功能。因此需要从不同维度对数据安全提供保障，包括数据存储安全、传输安全、访问安全、备份安全、隐私安全等。基于DDoS攻击防护、防火墙、网络入侵检测系统、流量监控、数据加密等措施可从网络层面保护数据安全；以两地三中心为代表的容灾作为数据的存储载体，SSD凭借其抗碰撞能力强、数据存储安全性高等优势，将从依靠物理抗冲击，保障数据中心存储的物理安全：数据中心的安全首先要保障其物理安全。作为数据中心的存储设备，SSD抗碰撞、抗冲击、抗振动能力强，能够避免偶发碰撞或冲击对数据读写的影响，保障了存储设备的物理安基于自我监测，保障数据中心存储物理实体的可靠性：为防止电压下降或电源故障等突发状况对SSD物理设备和存储数据造成影响，SSD可通过电压监测等自我保护措施，在故障状态下启动备用电源为物理设备提供保障，避免数据丢失。此外，SSD依靠改变闪存颗粒内部状态完成数据存储，该特性使其自身寿命受限于写入次数和写入数据量。SSD可通过自带的主控芯片对自身健康状态进行监测，智能预测硬盘寿命，为提前更换设备提供参考，进一步提升数据中基于在线修复，保障数据中心业务的连续性：硬盘作为数据中心最重要的存储设备，一旦出现故障，将直接影响数据中心业务的连续性，数据业务中断会给企业经营价值和企业声誉带来不利影响，进而将引发一系列社会损失。统计表明SSD在网故障大部分是由软失效及防火墙固件引起。通过周期性监控盘片状态发现盘片异常，应用SSD在线故障修复功能，可大幅降低软失效及防火墙问基于数据冗余保护，全方位保护数据安全：在数据读、写、存储和处理过程中，由于数据错误产生的静默数据破坏将危害数据安全。SSD通过多种形式的采用多种校验算法，完成对数据读写从缓存到闪存单元到盘间的全方位保护，比如在SSD的缓存器件(DDR)中，采用奇偶校验码原理，在数据写入时，为数据块生成纠错码，在数据读取时，硬件自动进行校验，保护数据免受DDR异常导致的跳变或篡改；数据通过缓存存入闪存介质时，应用诸如循环冗余校验算法和奇偶校验码对数据进行编码，在数据保存到闪存单元时，将用户数据与奇偶校验信息共同写入，在读取时通过冗余信息进行校验和纠错。此外，基于冗余备份和端到端一致性保护，为数据中心在多种。基于智能巡检算法，保障数据可靠性：由于NANDFLASH存在读干扰、写干扰、访问地址范围不均匀等问题，导致SSD存储的数据有失真风险。通过智能检测算法可以提前识别出现的风险并进行处理，有效防止由这些风险带来的数据丢失，保障数据安全。智能巡检算法中的读巡检，可从后台对全盘数据进行校验检查，使用不同电压读取数据，观察数据跳变情况，对有失真风险的数据及时进行迁移，可有效规避数据失真，避免业务读取错误数据。写巡检将检查数据的保存时间，并迁移超过规定时间的数据，避免由放置时间过长导致的数据失效。通过智能巡检算法，规避了NANDFLASH读写风险，有效保障了数据采用物理隔离，保障多用户虚拟化场景下数据安全：在智能化、数字化趋势下，数据中心使用虚拟化存储方案提升设备利用率，达到了降本增效的目的。虚拟化存储带来成本降低的同时也带来了数据安全问题。在云服务场景下的VM数据空间，保证用户数据的绝对安全。采用物理隔离技术，配合对虚拟化场景的存储加密，使多用户虚拟化场景达到与机密计算相似的安全效果，保障了多基于高效存储访问，实现快速业务响应在大数据分析、边缘计算等信息业务场景的驱动下，企业对数据实时性的需求持续增加。实时性数据可以为企业提供动态业务分析基础，可根据实时性数据快速作出大数据业务的实时性要求为当前数据的实时性存储、访问及管理带来了新的挑战。比如，在发达的金融和交易市场中，高频交易HFT对低时延的追求达到了极致，这就要求承载数据存储的介质必须能够支持数据的高效、可靠存取；对实时性、动态性要求比较高的社交网站，通常需要达到每秒上万次的读写请求，这种实时的高并在云计算场景中，安防监控、车联网、远程医疗、自动驾驶、AR/VR、智能家居、工业自动化等对实时性有高要求业务的兴起，加剧了云业务数据中心对大规模数据传输和数据实时处理的需求，促进了“云+边+端”式的数据中心架构发展，以提高以上有实时数据处理要求的应用场景，对相应数据中心的数据存取效率提出了高标准要求。SSD以其高读写性能特性，助力数据中心在多种场景下实现数据存取的高更大的带宽和更强劲的读写性能，支持多场景下的高效数据存取：在诸如文件处理、视频剪辑、音频制作、3D建模、网络数据采集等工作场景下，要求硬盘能承受高频度的读写需求；人工智能、在线交易、实时数据分析等新型应用场景，则对数据的读写时延有非常苛刻的要求，需要高性能设备提供低时延、快响应的存储；游戏、多媒体应用，对启动速度和响应时间有较高要求，需要系统拥有快速读取众多零碎小文件的能力。NVMeSSD将PCIe接口通过总线与CPU直连，能够最大程度释放SSD介质的性能潜力，实现更快的吞吐带宽和更低的数据时延，保障了SSD在顺序读写、随机读写和混合读写方面的较好性能体验。此外，数据中心级SSD还具备对不同的业务场景进行全方位性能调优的能力。SSD采用优化架构设计、I/O路径以及硬件资源配置，提升后端闪存颗粒的并发效率，保障不同应用场景均有良好的盘片性能。性能调优功能的应用，保障了读密集、写密集和混合场景业务的用户均能收获更高的性能指标，支撑云计算场景下，基于虚拟化技术提升储存灵活性：云计算场景下，在云数据中心中，被虚拟化的数据存储资源可根据用户的需求动态分配。依靠SSD的虚拟化技术，可实现数据中心中不同虚拟机下的物理存储资源共享，充分发挥SSD对数据存取高速率、低时延的特性。SSD借助SR-IOV虚拟化技术，实现算力与I/O同路径，降低数据存取时延，提高数据存取质量；通过虚拟化技术实现多用户间的数据物理隔离和性能隔离，降低不同VF间的性能干扰，虚拟化算力由各个SSD控制器承接，在多用户间实现高效率的存力分配，提升了虚拟化场景和固件升级灵活应对需求升级：固件控制着SSD中数据的读写和传输算法，SSD根据固件中的算法将待写入的数据合理分配至存储单元。固件的性能在某种程度上决定了SSD数据的存取效率，固件升级可大幅降低软失效带来的业务风险，是增强硬件稳定性、修补漏洞的重要手段。在不更改硬件的情况下，通过升级固件可以提升SSD的数据存取性能，应对企业对数据存取需求的升级。对于云计算、大数据、移动互联网等数据吞吐量大、业务连续性要求高的业务场景，升级固件应在不影响企业业务前提下开展。目前部分数据中心级SSD，可 $0.08$0.07$0.06 $0.08$0.07$0.06降低设备与运行成本，助力存储与计算业务增效存储技术与应用的高质量发展的目标落足于使用效益的提高。采用SSD构建存储基础架构，可以提供高性能、高弹性、适用云的增强能力，满足I/O密集型业务以及I/O与算力混合密集型业务的需求，是存储架构发展的大势所趋。随着SSD技术的不断成熟，基于SSD的存储架构升级与变革，将为企业用户带来显著的降本增效效SSD与HDD的价格差距持续缩小，有望持续优化SSD设备成本：存储设备成本是用户关注的重要问题之一。SSD刚问世时，单位存储容量的价格远高于机械硬盘；同时，受限于技术，早期SSD的存储容量较小，难于支持大规模存储系统。随着SSD技术不断发展与完善、生产规模逐渐扩大，企业级SSD的成本一011011$0.010$0.009基于低能耗、低制冷、低噪音，实现设备运行成本的优化：如前所述，SSD与机械硬盘相比可显著降低能耗。因此，对于具备超大规模存储设备的数据中心来说，采用基于SSD介质的存储系统可以显著降低能耗；能耗的降低也将缓解设备运行的发热程度，有效减少因制冷产生的能源消耗。同时，SSD的低噪音提高工作效率，阶跃式提升存储性能：SSD存储具有读写速度快、延迟小、启动快等特点，大幅提高了在线处理能力与速度，更加适用于基于云计算的未来信息体系。另一方面，由于SSD寻址原理不依赖于数据存储位置，分块、分散存储不会影响读取时间。所以，基于SSD的存储系统将不受制于物理资源尽可能连续分配的桎梏，可以充分利用SSD存储系统中残留的存储碎片资源，提高资源利用率。此外，基于高速I/O能力，SSD往往可以配置为服务与计算单元的SSD在云计算与虚拟化方面的天然优势：SSD在存储能力上的高稳定、低故障、快读写、低能耗、碎片可用等优势，决定了SSD天然可以更有效地适配于云计算架构中的虚拟化功能。在数据中心服务于大量用户时，基于SSD可以快速配置容器存储，有效隔离用户之间的影响，同时增加系统的弹性。在虚拟化过程中常常引入频繁的数据迁移时，SSD的高速读写能力大幅缩短了相关的处理时延。总而言之，高速读写能力是助力云计算稳定、高速发展的底层基础能力，SSD技术的成熟与发展将为企业提供更可靠、更高效、更弹性的IT基础设SSDSSD市场的发展离不开两大驱动力：技术厂商推动下的技术革新，行业用户业务发展下的需求升级。两者形成相互合力，推进技术市场的蓬勃发展。本章将为标配杭州宏杉科技股份有限公司(以下简称宏杉科技)是中国存储市场的高科技企业，具备企业级存储产品和解决方案的研发、生产、销售和服务能力，目前已推出包含SAN、分布式、备份、云及超融合在内的一站式数据存储产品及全栈数据存储解决方案。作为一站式数据存储专家，宏杉科技始终坚信，接口协议的发展是优化SSD随着SSD高速读写性能不断提升，传统SATA或SAS接口性能难以满足发展需求，取范提供了对非易失性存储设备(如基于NANDSSD)的有效访问。与传统接口设计相比，NVMe具有可逼近PCIe总线速度的带宽、更高的IOPS和更低的时延，并提供。进高性能存储的普及化发展D应用过程中仍存在阻力：首先，整体而言，其价格依然偏高，拉高了设备成本；第二，对于SSD设备的产品质量稳定性的认知还存在顾虑；第三，SSD技术仍在快速演进中，SSD自身不仅仅是一个硬盘，而是一个具备处理、缓存、计算、安全保护的小型系统，在存取访问等性能达标的基础上，SSD是否可扩展及具备自主智能管为了帮助用户实现存力基础设施升级，宏杉科技通过与忆联在内的国内外诸多支持NVMe多流技术，DIF、数据加密等技术用于存储设备之中，不断增强存储设备的性能、拓展存储设备的功能。一方面，基于忆联直接封装晶圆能力，实现对于工艺水平、品控能力的进一步SRIOVKmeans计、元数据分级多备份、数据巡检、LDPC纠错等先进技术的研发和落地也大幅提升了产品性能。基于技术创新，忆联等合作伙伴为宏杉科技提供了端到端的供应能力，有效缓解了高存储容量下运营成本高、维护负担重和数据安全有效保护等问题，支撑地，为多样化场景化需求提供支持2018年，宏杉科技研发出基于NVMe协议的全闪存产品，时至今日，宏杉科技已经目前，宏杉科技NVMeSSD存储产品已经在诸如金融、司法、电信、互联网等多个行业实现应用。这些行业往往具有如下特征：数据规模庞大、更新速度快、数据存在金融系统中，高速、海量的金融交易、基于人工智能的超大规模的数据挖掘与计算、数据的有效隔离与安全保护要求，都给存储系统带来了沉重的压力。NVMeSSD大幅提升了存储性能，转移了处理吞吐瓶颈，目前已为税务系统与在司法系统，人民法院提出了面向运行网络、基础设施、数据资源、管理平台、安全策略、标准规范的六个统一总体要求，积极推进部署智慧法院系统。基于云的数据中心解决方案将加强容灾备份能力，避免业务服务中断，有效管理海量数据。针对这一趋势，NVMeSSD可为司法系统的应用场景提供底层支在IT运营商与平台服务方面，电子商务、万物互联、大规模网联、分布式智能计算等业务产生的数据总量和产生速度显著高于其他行业，极致存储性能配合NVMePCIeSSD。在预测期内，更广泛的NVMe产品可用性 进NVMeSSD的普及。这意味着，高性能存储将实现在更多行业的广泛应用，让诸如医疗、公共卫生、智慧交通等需要大范围、分布式、高频度数据共享的行业从基一必然趋势，既是国家政策要求，也是企业降本增效的实际需求数据中心绿色、低碳发展成为数据中心高质量发展战略的重要部分。数据中心作为支撑企业业务的核心资产，其建设成本和运营质量直接关联企业的资金投入产出比。随着数据中心算力的增强，各类IT设备的功耗持续提升，设备的散热需求和散热成本也随之增加。采用绿色节能设备、应用节能增效措施，数据中心自身能力增长足以满足日益提升的业务需求，而且能够在此基础上，减少整个数据中心基础设施在建设、运行等环节中带来的排放和产生的能源成本。尤其是当智能化的能源管理方式进入运营之后，可以根据业务负载波动提供最优的节能方案，从而降低企业的能耗成本。数据中心的绿色节能化发展是大势所趋，既是国家政策导向，也是数，部署节能部件，共享绿色成效联想集团(下称“联想”)是一家成立于中国、业务遍及180个市场的全球化科技公司。作为企业数字化和智能化解决方案的供应商，联想积极推动全行业“设备+云”在绿色低碳的大趋势下，作为企业数字化发展行业的重要供应商，如何满足数据中重视部件节能，降低整体能耗：在构建绿色数据中心，实现绿色算力需求过程中，联想认为除采用诸如液冷技术降低PUE外，还需根据业务场景，提供更适合的算力，用节能部件降低整体能耗。基于SSD纯电子设备，无访问情况下，可以直接降低功耗，且借助主机的智能管理功能可以调整耗电，实现主动降耗。SSD的能耗下降，带来了服务器整体的能耗降低，实现了绿色传递和共多维深度合作，快速响应市场：联想作为智能、绿色、低碳数据中心的提供商，其服务器的性能直接影响数据中心的性能和效益。为保障服务器性能，联想在选择合作伙伴时不仅要考虑单一产品优势，而且要考虑整体产品的生态链，以便可以通过多维的深度合作快速响应市场需求。作为联想的合作伙伴之一，忆联不仅从高性能SSD产品上为联想提供支持，而且在研发方面与联想深中心效益在实际应用过程中，联想看到，通过发挥SSD自身优势，可帮助用户保障存储的稳保障数据稳定，降低设备换新率：SSD无机械部件的特性，使其天然具备抗震抗压能力，设备稳定性高。SSD的存储稳定性为数据安全有效存储提供了保自适应业务场景，降低数据读取能耗：作为数据存储的载体，SSD以其强劲的大带宽、低时延、高速读取优势，在单位能耗下，获得了数倍于HDD的数据读性能对比(顺序读写)比，顺序业务下，带倍此外，还可以根据应用场景性能需求，随时调整整盘的功耗，达到最佳能耗。SSDFW户负载情况动态局部成本降低，带来整体成本优势：相比国际品牌，国产SSD在保障性能的同时，通常还具有成本优势，可以为设备供应商带来整机成本降低，从而降低了数据中心的TCO。以联想问天系列服务器为例，通过搭载忆联高性能SSD存储设备，基于存储的绿色、安全、高效等优势，不仅实现了服务器性能的提升，而且大规模降低了用户的使用能耗和拥有成本，整机可带来10%左右的成本优效益双赢据业务发展，带来多维度存储挑战近年来，随着人工智能、物联网、边缘计算、虚拟现实等技术的发展，数据类型更作为云业务数据存储的载体，云数据中心应能灵活满足不同业务场景对数据存取的不同要求，如安防监控、远程医疗、自动驾驶、工业自动化等对实时性有高要求的业务要求云数据中心满足数据存取的低时延需求；文件处理、网络数据采集、高清视频等业务，则要求数据中心提供高带宽、高吞吐的存取服务。随着云数据中心承载的用户数及业务类型的快速增多，再加上用户更加即时、快速的响应需求，对云装配SSD保障云服务，解决云数据中心存储难题忆联数据中心级SSD通过多种技术服务云数据中心，将SR-IOV技术与SSD结合，满实现数据的高稳定、高可用、按需分配，提高云存储设备利用率：建设云数据中心时，需要考虑满足不断增长的多样化数据存储需求，为不同的应用场景配置不同性能的存储设备。当前云数据中心单个物理服务器配备的CPU核数越来越大，若物理盘无法单独拆分，将导致单个虚拟机实例核数增多，造成物理服务器资源和存储硬盘性能的浪费。在SSD中应用单根I/O虚拟化(SR-IOV)技术，不仅可以减少所需PCIe设备数量，而且可以将本地硬盘通过多命名空间管理，虚拟出多种不同规格的本地盘。在云存储业务中，根据用户需求，将虚拟出的本地盘通过命名空间分配给对应虚拟主机，虚拟主机直接访问硬件资源，不仅减轻了宿主机的CPU负动态调整，增强云存储敏捷度和灵活性：灵活性是云服务的典型特征。作为云服务提供商，应为云存储用户提供不同规格的存储服务，并快速响应用户的调用户灵活存取的需求。首先，根据用户初始需求，通过命名空间为其分配初始存储资源；其次，在使用过程中，通过性能统计获取用户使用流量的峰值和低谷，将过剩流量提供给对流量要求更高的用户，快速响应用户存储性能动态调安全防护，保障云存储安全性和可靠性：安全高可用是用户对云存储服务的基本要求。在云存储中，安全防护除体现在保障数据中心存储SSD物理设备安全，应用多种数据校验算法、智能巡检算法保障数据存取安全外，也表现在应VF间的物理隔离，保障各虚拟机间数据绝对隔离；其次，释放云存储所使用的性敏捷、灵活高效，助力数据中心降本增效V案，在同等业务场景下可承担更多任务，实现存储资源的充分利用，降低数据OVSSD划分为2、4、8等数量的VF(忆联目前最多可支持32个VF)，通过为VF灵活分配业务，大大提高了硬件资源利用率，解决了“一块盘只能承载一种业理隔离，通过芯片对各VF进行流控，做到各VF间的性能均衡，降低了因虚拟盘划分造成的时延增长，优化数据存取效率，提升用户体验。有测试表明，在4K随机读写测试中，应用忆联SR-IOV方案后，使得多块虚拟盘之间实现性能隔V的设备利用率，提高设备能耗比，节约电力成本，减少碳排放，有效助力数据中心绿色发展。有测试表明，使用忆联SR-IOV方案，在混合读写满负载业务场。充分发挥创新力，全面提升数据中心技术水平对于为数据中心SSD存储技术厂商而言，应依托科技创新，增强SSD存储性储能力PCIeSSDSSDPCIe宽带接发挥其在高读写、大带宽等场景下的作用。同时，技术厂商应持续提升存储密能，而且要考虑数据的稳定性、可靠性，以及设备的能耗和拥有成本。这就要求技术厂商从多维度寻找着力点，提升设备存储能力，保障数据中心存力。存储的稳定性和可靠性可以软、硬件两方面考虑，根据用户需求，厂商可以选择用的存储介质，从硬件上提升存储稳定性；也可以对保障设备稳定的智能巡检算法、电压监测技术等进行持续改进或创新，从算法层面增强数据可靠性。存储设备作为数据中心的重要组成部分，其成本和能耗直接影响数据中心的整体建设和运营成本。把准节能降耗方向，技术厂商应从采用有效的能效控制算法，实现SSD不同场景下的功耗配置需求，助力数据中心节能减排，实现绿色低碳发展；瞄准降本增效目标，技术厂商应为SSD装配虚拟化技术，实现云存储资源灵活分配，将有限的资源服务于更多用户，提升资源利用延借力人工智能，发挥极致存取性能：在绿色低碳的政策引领下，将数据按照冷热程度进行分类存储和计算，冷数据重在存，热数据重在算，“东数西算”本质是“东数西存”。引入人工智能方式，对冷热数据智能区分存储，减少不必要的写放大，提高垃圾回收(GC)时的效率，提升数据存取性能，延长SSD的携手云网融合，构建灵活存储底座：数据流量爆炸式增长，云计算业务的迅速发展，促使数据中心与互联网进一步融合。云服务已经成为建设数字中国的重要技术基础，云数据中心提供的储存服务性能，成为了用户选择云服务的重要参考依据。保障数据存取性能、提升数据存取灵活性是数据中心建设时技术厂商必须满足的要求。将SSD与虚拟化云存储有机融合，做到既能体现SSD存储低时延的特性，保障数据存取性能，同时又能为用户提供敏捷高效、弹性灵活：全生命周期内强化绿色、安全、智慧、高效的可持续发展之路各类与存储相关的新兴IT技术，包括新型存储介质、高速存储接口、智能存储管理技术等，持续为数据中心装备先进、强大、不断演进的基础功能。然而，数据中心基础能力的提升不等同于直接、全面地增强企业使用体验、提升企业工作效率、激活企业创新能力。对于数据中心运营方而言，须细致深入数据全生命周期，将绿色、安全、智慧、高效的数据存储、访问、使用、维护，与企：绿色贯穿数据生命周期伴随着数据增长，能耗在数据中心成本中的比重日益增加。绿色低碳是国家政策，也是全球化趋势，更是企业责任的体现和其优化成本结构的主要途径。对于数据中心而言，节能减排需要从底层起始，逐渐完成由传统的机械硬盘向SSD的过渡，将传统的磁盘机械旋转耗能转变为SSD电路访问耗能，以显著降低能耗，并获得更高电源效率。另一方面，数据中心需要积极研发智能管理技术，通过优化的存储资源调度、冷热数据分类管理，以及各类提高访问效率的运维方法，实现跨量级的能耗：安全保障与数据携手同行数据经济时代中，数据是企业用户非实物但占据核心地位的资产。数据中心承担了企业用户的委托，即承载了企业的发展底座，数据可靠与信息安全将是企业关注的贯穿数据的全生命周期，在数据的产生、标记、训练、验证、推理、留存等所有环节都相生相伴。未来的数据安全保障，将融合SSD高可靠、高I/O等特性，以及区块链、新型纠错编码、多级认证、抗量子破译、分布式学习等诸多新兴技术，聚焦灾备高可用、过程可追溯、内容防篡改、运：智慧构建精巧数据底座企业获取数据的渠道千差万别，无序化排列、异构化形态、分布式存储，以及散乱的格式、冗余的信息等是原始数据与生俱来的特点。为了给企业用户带来更好的体验，具备智能化数据清理功能与构建便捷访问方式是数据中心的核心竞争力之一。在数据存储层面，数据中心应能有效根据媒体形态对数据进行有效识别、分类、标记、索引，甚至统一格式、优化冗余；在数据访问层面，能根据数据访问模式、频度等特征，利用SSD存储性能优势，动态调整存储结构，为节能减排、高速访问创逐步构建多维立体的数据关联结构，协助企业用户在物理上消灭数据孤岛，在逻辑上消灭信息孤岛，为企业建立庞：协同共创发挥极致效率离式的设备与服务供给链。然而，在数字经济时代，数据中心的发展离不开与争通过统一化架构对下游用户提供差异化业务的定制服务，对上游兼容多样化存储介质与接口，高效串联存储业务供需。另一方面，数据中心需要根据硬盘设备存储能力以及企业需求，量身定制优化的存储与访问方案，发挥存储介质极致性能，为网卡能光纤网卡RAID卡网卡能光纤网卡RAID卡主板及整机同时支持多种计算生态主整机生产忆联SSD记忆记忆科技是IT硬件领域中国领先品牌部件提供商，在SSD、内存、智能卡、整机等领域为数据中心提供先进的算力支撑。其中，忆联作为记忆科技子公司，聚焦存储领域，依托自身在企业级和数据中心级SSD的技术能力，以及全领域、全场景的存储解决方案能力，助力中国数据中心向着绿色、安全、高效内存条内存条线存储部件数据中心级和消费时延、高可靠性在越来越多的企业践行数字化优先战略的大背景下，中国企业级SSD市场取得长足SSD市场规模达到38.8亿美元，其中，忆联市场占比达20.2%，位列中国市场第忆联积累了20多年的产品与研发经验，掌握自研控制器芯片、固件设计和封装测试等核心技术，可提供完整产品矩阵，以