随着人工智能、边缘计算等场景需求爆发,SSD凭借其高性能、高可靠优势,更适配AI场景需求,且可降低超大规模数据中心TCO(总拥有成本),已成为AI存储方案首选。但在实际应用中,SSD一直因使用寿命短而面临规模化困境。经过产业上下游持续十余年的探索攻关,谷歌、Meta等在2022年提出的灵活数据放置(Flexible Data Placement,FDP)技术成为公认解决SSD寿命短问题的理想路径。然而由于实现门槛极高,FDP技术产品化、规模化应用进程推进迟缓。
近日,浪潮信息推出基于最新FDP技术的SSD产品,突破FDP技术落地中智能流量控制、硬件资源动态隔离、应用场景兼容优化等关键难点,将SSD寿命提升2.5倍,每PB使用成本减少71%,降低数据中心存储TCO,以稳定高效的性能保障AI训练、大数据分析等高负载业务顺畅运行,为AI应用爆发背景下数据中心降本增效提供强有力的支持。
AI时代SSD需求爆发,但寿命受限导致规模化应用难
随着AI应用在各行业场景深度渗透,AI训练需要实时处理EB级海量数据,自动驾驶、实时翻译等AI推理场景中,对存储系统响应延迟的要求已降至毫秒级。在此背景下,SSD存储凭借微秒级访问速度、超高吞吐带宽以及多队列并发处理能力等显著优势,已成为AI时代数据中心存储的核心基础设施。据IDC预测,全球SSD市场规模将从2023年的580亿美元攀升至2030年的1350亿美元,年均增长率达到12.8%,其中中国市场增速预计达到15.3%。
但在实际应用过程中,SSD内部垃圾回收机制、数据对齐等问题导致SSD使用寿命短、数据中心采用SSD总体成本较高,成为其规模化普及的关键瓶颈。过去十余年,行业先后推出Open channel SSD、ZNS SSD 等技术方案,试图通过优化数据放置策略破解SSD使用寿命困局,但受适配成本与软件生态碎片化等限制,这一问题始终未能真正得到解决。
数据放置技术的发展路线
2022年,Meta、谷歌等行业头部企业聚焦SSD寿命这一核心痛点,创新提出FDP技术设想。作为一种革命性的存储管理架构,FDP 通过主机与 SSD 协同工作,精准区分并隔离存放冷热数据,减少冗余写入,显著延长SSD使用寿命,降低数据中心存储成本,还可通过资源隔离大幅提升I/O性能稳定性,确保AI训练等高并发、大数据量处理等业务高效可靠运行。同时相比以往方案,FDP可兼容现有的生态系统,无需大幅修改主机端数据架构或进行复杂的软件适配,总拥有成本(TCO)可进一步下降,因此成为业内公认解决SSD寿命难题的破局之道,自提出后存储各界都对这一技术展开了深入探索。然而实际研究中却遇到极高的技术实现门槛,导致FDP技术产品落地进程缓慢:
FDP技术原理
■ 难点一:跨层级指令精确执行难。主机给SSD下达的数据管理指令需要经过操作系统I/O栈、NVMe驱动层、PCLe传输层等多层传递,并最终要求在SSD控制器中纳秒级响应、高精度执行,尤其是在突发数据写入高峰期,必须保证重要的数据流优先处理,不受后台垃圾回收抢占或其他操作干扰,始终能满足预设的指令要求。
■ 难点二:资源隔离与效率平衡难。为满足100%故障隔离要求,FDP SSD设计时需要完全隔离CPU、DRAM带宽等关键资源,防止某个存储单元出错时故障扩散;但同时又需要保证整体存储资源利用率,避免因物理隔离、资源碎片化带来的存力浪费,这对产品架构设计、功耗管理及可靠性验证提出极高要求。
■ 难点三:双工作模式适配兼容难。从客户业务侧需求来看,AI训练、金融交易等场景通过FDP模式可更充分发挥硬件性能,而日志归档等顺序写入场景则使用传统模式更具性价比,因此同一套FDP SSD固件需同时支持两种工作模式,一是FDP模式下严格遵循主机“数据放置建议”,将冷/热数据精准写入SSD的不同物理层,解决擦除延迟对热数据写入的潜在阻塞。二是传统模式下则需自行判断数据冷热属性,并据此动态优化GC、磨损均衡与块管理策略,避免预测偏差导致的性能波动或寿命损耗。
突破SSD寿命难关,浪潮信息推动FDP技术规模化应用落地
浪潮信息自2020年开始针对SSD寿命局限性展开研究,近日成功突破FDP产品化落地的技术瓶颈,重磅推出基于灵活数据放置技术的全新FDP SSD,以突破性的任意位置写入能力彻底解除了顺序写入的限制,将SSD寿命提升2.5倍,以常规7.68T的SSD为例,传统SSD的总写入量为14PB,而采用FDP技术后总写入量可大幅提升至35PB,同时每PB使用成本减少71%,显著AI时代数据中心存储TCO,为用户核心业务高效稳定运行提供可靠保障。
//智能流量控制,保障关键业务永不卡顿
在共享的FDP存储池中,多个数据流同时写入难免“争抢车道”,对此,浪潮信息在主机侧创新性地引入了精细化流量控制系统。实现像设置“VIP通道”一样,为不同重要性的数据流(如实时交易流 vs 后台备份流)设定写入速度的最高/最低阈值。这意味着,即使在高负载下,核心业务数据流也能获得有保障的带宽和优先处理权,确保用户关键业务永远响应及时。
//100%故障隔离,实现可靠性与效率平衡
浪潮信息通过多重建组(RG)架构,在SSD固件层实现了真正的硬件级隔离。每个RG独占专用的控制器算力(CPU)、高速缓存(DRAM)、硬件加速引擎,甚至物理NAND闪存通道,在保证资源利用效率的同时充分满足故障域隔离要求,这就好比给每个租户/应用分配了专属的“独立电梯和仓库通道”,彼此完全物理隔离,为企业多租户运营管理提供了更可靠、更灵活的解决方案,有效降低运维复杂度与潜在风险。
//自研智能引擎,FDP与传统应用场景双优兼容
面对FDP所需的革命性数据管理方式,浪潮信息深度重构SSD固件核心算法,包括垃圾回收、磨损均衡、块管理和元数据引擎。一方面,完美执行FDP的“数据放置建议”,最大化发挥SSD潜力,大幅提升数据处理效率;另一方面,具备超强兼容模式,当遇到未适配FDP的传统应用时,能自动切换到优化算法,保障其性能依然流畅稳定,有效降低因系统升级导致的业务风险,减少用户数据管理和系统运维成本投入。
浪潮信息通过一系列技术创新实现FDP技术规模化应用落地,成功突破了长期制约SSD大规模应用的核心寿命瓶颈,为数据中心在AI数据洪流时代提供了更智能、更可靠、更具成本效益的存储新选择。未来,浪潮信息将持续深耕技术创新与优化升级,不断推动数据存储技术向更高效率、更低成本的方向迈进,为数字时代的数据基础设施建设注入持续动力。
近日,北京恒赢智航科技有限公司在成都成功举办了以“拥抱大模型,提质民航生产力”为主题的2024年度用户大会。作为创新技术领军企业,浪潮计算机受邀参会。会上,浪潮计算机服务器产品部总经理闫家乐与恒赢智航副总裁万鹏签署战略合作协议,双方还联合发布了“大模型一体机”。
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是浪潮信息为针对互联网、云计算、虚拟化、大数据等需求推出的一款机架式服务器
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1U空间实现性能、密度、扩展性最大化设计,适用于高性能计算,虚拟化等多种计算密集型应用场景,满足高密数据中心部署。
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高密度机架式存储服务器。
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该产品以强劲的计算性能,完善的生态兼容,灵活百变的配置变换满足各行业应用配置需求,适用于数据分析处理、云、高性能计算等多种应用场景。