2023年存储预测之系统篇

标准化

业内已经对纵向和横向扩展设计进行了标准化。 纵向扩展架构是通过增加更快的控制器（计算）与/或更多的磁盘（容量）提高性能。横向扩展系统引入附加的控制器节点，并且通常同时添加存储和计算。一些架构则是两种设计都采用，模糊底层基础设施，用户直接拿去用就可以。

协议方面，存储系统已经从基于块的连接发展到包含基于文件和对象的协议。设备可以同时支持一个或多个（甚至所有）这些连接选项。

存储系统的发展变化

容量与性能——改进存储介质的同时，存储系统容量也大幅增加。 现在可以轻松构建PB级存储系统，不计成本的话还可以升级全闪配置。横向扩展通过不同地域分散部署几乎可以做到无限扩展。

功能——处理器性能的提高让存储系统供应商能在软件上添加很多新功能，比如压缩、重删和加密等。之前需要专用硬件实现的功能现在都可以用软件实现。当然还有硬件方面，NetApp采用了AMD的Pensando分布式服务卡进行数据压缩。不过多数使用商用硬件意味着当前的升级周期由新处理器架构版本决定。通常是指Intel x86系列，比如即将推出的第四代至强处理器——Sapphire Rapids。

易用性——从前的存储系统运行要求管理员技能和反应速度满点。比如要了解磁盘和RAID集群布局、IOPS、光纤通道的详细信息等，还要有良好的调试技能。 随着存储软件的发展，大部分技能已经被简化的管理工具和基于SaaS的分析所取代。存储在很大程度上成为一个管理角色，技术性相对变少。

预测

基于服务的购买模式。 以戴尔 APEX 和 HPE的GreenLake为首，我们将看到企业采购模式越来越多地转为服务订阅和按需购买。这意味着架构需要具备可线性增长的容量，能远程管理/监控。供应商还要在价格上变得更透明。

向全闪存过渡。全闪存数据中心一直在谈， 随着闪存成本的降低，硬盘单位容量平均价格也随之降低，因此对于大量冷温数据，闪存在未来十年内不会具有竞争力。 但在热数据上，闪存在取代硬盘。未来，硬盘将成为一种仅用于归档的解决方案，并与磁带展开竞争。闪存则会通过CXL等技术继续提高性能。

成本降低和可靠性提高。这一点很明显。云存储成本已经趋于稳定且没有进一步降低，相比之下，本地部署存储市场竞争反而更激烈一些。NAND定价继续下降，一旦比HDD系统更具成本竞争力，又会产生市场影响。

存储架构机遇。当前Intel x86主导存储设备供应，Arm架构也站起来了，这方面还有SmartNIC（智能网卡）技术把许多存储功能卸载到外围硬件的助攻。另一方面，VAST Data推出了一种采用SmartNIC的硬件设备，能构建横向扩展数据平台。GRAID创造了一种新的“分布式”RAID 卡，Nebulon设计了基于定制SmartNIC的分布式存储解决方案。

以上是基于国外媒体人CHRIS EVANS的资料总结归纳。实际上，关于存储系统趋势，早在2022年5月的分布式存储线上论坛里，中国计算机学会信息存储专委会主任委员、清华大学计算机科学与技术系教授、厦门大学信息学院院长舒继武在首场演讲中就指出了存储系统更具象化的发展趋势：

存储金字塔架构层级逐渐模糊，传统金字塔架构改变为类似大雁塔架构,比如英特尔的AEP模糊了架构介质层级间的差距；

数据中心进一步的极致追求，这种情况让传统机架式数据中心的资源利用率低下，扩展不灵活、调度不灵活等缺点暴露无遗；

第三是新型硬件的出现给整个系统设计带来的问题，如可编程SSD，里面包含ARM/FPGA，还有智能网卡等。新器件/设备的产生能很好地应对数据密集型和计算密集型应用，但也使得在设计软硬件时要考虑协同关系。

基于这三个趋势舒教授还分享了多级存储介质下存储软件设计以及硬件资源池化下的系统软件发展方向。

而从存储级内存市场来看，随着美光退出3D-XPoint研发，英特尔傲腾宣布退圈，让架构层级有了一丝留白，也使得CXL成为热门话题，候补选手包括，三星的内存语义SSD，铠侠的第二代高性能XL-FLASH等，虽然现在和傲腾都有一定差距。

还有MRAM值得关注，国外的Everspin已经发布了更高密度的新一代MRAM产品，国内的驰拓科技也有了相应的串口MRAM产品，目前主要用于传感器和嵌入式的应用。短时间内MRAM可能无法攻略企业级存储市场，但这也是一个业内持续关注的方向，去年闪存峰会上华中科技大学计算机学院冯丹院长就分享了基于STT-MRAM的近似存储内容。

2023年3月10日，第六届分布式存储高峰论坛将在线上举行，届时将会有更多存储系统相关创新进展和趋势分享，敬请期待！

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