破局存算協(xié)同:如何筑牢AI時代的存力底座?
通信世界網消息(CWW)當數據存儲的發(fā)展目標遇上AI大模型的爆發(fā)式算力需求,存力產業(yè)正經歷從“容量競賽”到“效能革命”的轉折挑戰(zhàn)。
2025-08-06 09:22:09
來源:通信世界網 包建羽??

通信世界網消息(CWW)當數據存儲的發(fā)展目標遇上AI大模型的爆發(fā)式算力需求,存力產業(yè)正經歷從“容量競賽”到“效能革命”的轉折挑戰(zhàn)。存算網協(xié)同也逐漸成為行業(yè)公認的貫通存力、算力與運力的核心路徑,正在重塑包括芯片在內的全產業(yè)鏈生態(tài)格局。就存儲側而言,如何推動國產SSD從簡單的存儲介質升級為數據智能調度中樞,成為存力產業(yè)變革的關鍵目標。

日前,聚焦“算網一體化中的存力挑戰(zhàn)”,工信智媒體(通信世界)以“存算協(xié)同的未來趨勢與綠色生態(tài)構建”為討論主題,邀請信通院、運營商、中興通訊以及平頭哥半導體等行業(yè)專家進行沙龍座談,從全局視角切入,分析存力問題的現狀、運營商業(yè)務需求及產業(yè)鏈動態(tài),探索技術突破方向與生態(tài)合作路徑。

存力困境:AI倒逼存算與時俱進

在傳統(tǒng)存力時代,數據存儲主要聚焦于數據的安全保存與基礎讀寫功能。存儲設備如同單純的數據倉庫,只是被動地接收和存儲數據,缺乏對數據的智能管理與高效調度。

隨著AI技術的迅猛發(fā)展,尤其是大模型、深度學習等應用的興起,數據量爆發(fā)式增長的同時,數據類型也愈發(fā)復雜多樣,這使得傳統(tǒng)存力在應對AI需求時也暴露出資源分布不均、協(xié)同調度不足等諸多痛點。

中國信息通信研究院云計算與大數據研究所總工郭亮認為,大模型訓練、推理對存儲需求存在差異,對于訓練來說,更關注的是TB級訓練數據高并發(fā)讀寫和分布式寫入,有效地縮短訓練周期;對于推理來說,需要提供低延遲的讀寫和高IOPS的能力來確保模型的實時響應性?!皩Υ竽P屯评韥碚f,AI原生存儲比較重要,也是行業(yè)關注的重點方向?!?/p>

中國聯(lián)通研究院下一代互聯(lián)網研究部總監(jiān)曹暢指出,當前AI大模型訓練和推理等核心場景,對存力提出了多維度的嚴苛要求:在數據處理能力上,需具備高IOPS和大帶寬,滿足高速讀寫需求;減少計算資源等待時間容量方面,要從TB級擴展到PB級以上,以容納海量非結構化數據;低延遲訪問對實時AI應用也至關重要,還需具備良好的可擴展性,適應數據量和模型規(guī)模的增長,并且在能耗與成本上進行優(yōu)化。

隨著AI大模型的快速迭代創(chuàng)新,冷數據逐漸變熱,更多的熱數據帶動存儲介質向全閃化演進。與此同時,大模型訓練需要的數據源深度持續(xù)拓展,數據存儲周期顯著加長,也帶動了行業(yè)對于大容量、低成本、高可靠存儲技術的需求。

不僅如此,大模型訓練中數據清洗階段還需要存儲提供多協(xié)議、高性能的支持以縮短數據預處理的時長。此外,為了有效地避免算力資源浪費,訓練參數、數據等需要定期保存,作為Checkpoint需要具備快速讀寫的存儲來高效利用算力資源,提高訓練的效率。這些需求從不同的維度拉動了對先進存儲的需求。

“先進存力提升的目標,不僅體現在容量規(guī)模上,更重要的是存力質量?!逼筋^哥半導體產品總監(jiān)周冠鋒認為,高質量存力應具備高性能、低時延、高可靠、高能效、高性能平穩(wěn)度、良好接口兼容性、高易用性及易部署等特征?!熬唧w到AI訓練對底層存儲部件的核心要求是‘四角性能’:更高的讀寫速度、帶寬、IOPS,以及更低的時延?!?/p>

國家層面的戰(zhàn)略布局也為先進存儲發(fā)展注入強勁動能。2024年工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合發(fā)布的《算力基礎設施高質量發(fā)展行動計劃》明確提出,到2025年我國存儲總量要達到1800EB,且先進存儲容量占比需超過30%。

由此可見,存力政策與技術的協(xié)同效應正在釋放巨大市場空間。據IDC和Gartner預測,2025年中國存儲產業(yè)上游產業(yè)鏈產值將超2600億元,中下游產值則突破8000億元,形成萬億級市場規(guī)模。

協(xié)同破局:存算網協(xié)同凝聚產業(yè)共識

人工智能與數字化轉型正在重塑存儲需求的結構與規(guī)模,存算網一體化成為提升資源效能的關鍵路徑。從長遠來看,存算網協(xié)同的深化離不開產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的精密配合,行業(yè)有待形成以標準為引領、場景為驅動、技術為支撐的生態(tài)體系。

中國信通院作為存算網協(xié)同發(fā)展的關鍵引領者與標準規(guī)范者,在產業(yè)研究、技術創(chuàng)新、生態(tài)共建等方面帶領產業(yè)進步。

運營商作為核心踐行者,以場景需求為導向,在技術探索、規(guī)模落地與生態(tài)構建中展現了主力軍擔當。在技術層面,運營商重點聚焦分級存儲與架構創(chuàng)新,構建適配AI、云業(yè)務的多層次存儲體系;在場景落地中,運營商以大規(guī)模集群運營為抓手,推動技術普惠;在生態(tài)層面,運營商錨定國產化與綠色低碳目標,引領產業(yè)協(xié)同。

談及運營商如何推進存算協(xié)同以提升網絡服務效率與質量時,中國移動數智化部發(fā)展規(guī)劃處高級項目總監(jiān)高從文認為,如何通過更有效的互聯(lián)方式整合算力是算力發(fā)展的熱點,包括計算芯片與HBM的帶寬、卡間互聯(lián)帶寬、節(jié)點間互聯(lián)帶寬及機架間互聯(lián)帶寬等。

運營商基于層級業(yè)務特性,采用“分層存儲+彈性計算+適配網絡”的混合架構,如對于核心節(jié)點,優(yōu)先保障可靠性(冗余設計),通過集中化部署降低單節(jié)點成本(如共享存儲池減少重復投入)。對于邊緣節(jié)點/接入節(jié)點,采用輕量化、低成本策略。

細化到技術層面,產業(yè)鏈上游的芯片廠商是存算協(xié)同技術創(chuàng)新的核心驅動力,通過技術創(chuàng)新,深化與存儲生態(tài)的合作,支撐運營商各業(yè)務場景的存儲需求。

從芯片層面,周冠鋒指出,在SSD領域,無論是主控企業(yè)還是模組企業(yè),都在集中精力卷“四角性能”。而除了這些性能,平頭哥在實踐中發(fā)現,用戶對存儲服務質量(QoS)以及中低壓力下的帶寬達成率也非常關注,而這兩方面恰恰也是SSD設計過程中面臨的難點。

從存儲系統(tǒng)解決產品和方案角度來看,中興通訊算力規(guī)劃總工程師朱堃認為,SSD的帶寬、IOPS以及時延是衡量AI存儲的主要性能指標。除了讀寫時延絕對值外,低時延抖動對于AI應用的性能保障也非常關鍵。未來SSD除了在性能、密度、壽命方面繼續(xù)不斷提升之外,針對后續(xù)GEN6服務器特性以及CPU能力的提升,SSD的GEN6特性配合大容量預計是后續(xù)演進的一個重要方向。

閃存突圍:SSD邁向成本與能效雙優(yōu)

正如數據有“熱溫冷”的分層特征,存儲技術的選擇與迭代也應適配數據特性。尤其是面對算力基礎設施能耗的挑戰(zhàn),算力環(huán)節(jié)雖然常被視為核心焦點,但存力的適配性不足正以隱性方式加劇整體能耗負擔。

當存力無法匹配算力需求時,GPU因數據供給不足將陷入“空轉”;數據在存儲與計算節(jié)點間的低效傳輸以及冷熱數據混存導致的冗余能耗都是在變相加重能耗負擔。

因此,先進存力技術的突破也是能耗優(yōu)化的關鍵支點。

值得注意的是,節(jié)能特性使SSD在“雙碳”目標下占據獨特優(yōu)勢。談及節(jié)能SSD芯片在AI存力體系中有何戰(zhàn)略地位,郭亮認為,SSD的能效比通常是HDD的5~10倍,在PUE已被壓縮到1.2以下的數據中心里,存儲設備能耗占比開始凸顯,SSD的引入可以進一步降低能源損耗。因此,SSD不僅是“先進”的技術符號,也比較契合當前產業(yè)的數智化發(fā)展需求。

談及存儲設備中引入SSD能發(fā)揮哪些具體作用,中國電信研究院戰(zhàn)略所云網中心副主任分析師王田媛認為,鑒于SSD在高并發(fā)場景下能夠支撐更高吞吐量的數據傳輸及讀寫速度,以及SSD本身的高密度、低能耗特性能夠帶來實際機房能耗的顯著降低。在老舊IT系統(tǒng)改造/搬遷、網絡及IT系統(tǒng)擴容的過程中,應充分考慮業(yè)務實際運行的性能要求,在實際資源容量規(guī)劃、配置選型、方案設計中充分考慮引入SSD的必要性,逐步推進SSD在現網的應用,推進實現降本增效及綠色節(jié)能。

先進技術最終還需在產品與服務實踐中驗證。針對運營商推進算網一體化面臨的存力高時延、低能效等痛點,SSD應如何發(fā)力?

“SSD需聚焦降本增效,既要發(fā)揮性能優(yōu)勢,又要降低成本。”周冠鋒介紹道,“目前SSD核心構成包括主控、固件、DRAM和NAND Flash。其中主控和NAND功耗是整盤功耗的主要部分,降低主控能耗一直是平頭哥半導體的持續(xù)探索方向?!?/p>

全球SSD主控芯片也大體可以分為兩種技術路線:一種類似NPU的特定硬件設計,另一種更為軟化,使用大量的通用CPU core堆疊。周冠鋒認為,SSD的最優(yōu)方案是提前對SSD的所有任務進行合理分解,明確哪些適合硬件實現、哪些適合CPU處理。

為了突破性能和能效的瓶頸,鎮(zhèn)岳510 SSD主控芯片的架構設計是一種“緊耦合”架構,芯片硬件與芯片內運行的固件能夠嚴絲合縫緊密配合,一方面SSD任務會被合理分解至固件和芯片硬件,既保留合理的靈活性,又提高執(zhí)行效率;另一方面固件與硬件性能良好匹配,防止過設計現象。

朱堃認為,SSD的性能和功耗是一對矛盾,在設計時需要考慮在性能和單位容量功耗之間均衡;在能效設計方面建議SSD能夠提供在線性能功耗策略設置能力,使得存儲系統(tǒng)可以根據實際負載靈活做出調節(jié)。

運營商作為存力建設的主力軍,在推動產業(yè)升級中扮演著關鍵角色。除了傳統(tǒng)的容量、性能、可靠性指標,近年來其對國產化率、能效比、全生命周期成本的權重顯著提升,這種“需求牽引”正倒逼產業(yè)鏈從“單一產品比拼”轉向“系統(tǒng)級解決方案競爭”。

可以說,運營商的需求與行業(yè)期待在成為國產SSD崛起的關鍵推手。

具體到SSD如何滿足性能與節(jié)能的雙重需求,與會專家普遍認為QLC閃存更具有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

高從文認為,在SSD應用初期,用戶曾擔憂其耐用性,隨著近年應用經驗的積累,用戶已能系統(tǒng)把控業(yè)務的寫入量情況,并合理選擇適合業(yè)務需求的SSD產品。另一方面,隨著SSD在數據存儲介質中的占比逐漸提升,成本將受到更多關注。QLC NAND等價格更低的存儲介質未來可能會有更多的應用場景。

另一位專家指出,不同應用場景對存儲參數的要求存在差異。對于云的分布式存儲系統(tǒng)而言,對單盤的性能要求不高,但對集群性能要求較高;在性能要求不高的場景下,成本是關鍵考量因素。QLC作為新介質,是降低存儲成本、提升能效的有效手段。

此外,在關注性能和成本之余,一個設計優(yōu)秀的SSD也應提高存儲系統(tǒng)的運維能力。周冠鋒提醒,存儲系統(tǒng)因為網絡擁塞、某個時刻SSD內后臺的不正常操作等都可能導致性能異常波動等故障,要想及時定位并排除故障是運維上的難題。目前行業(yè)上并沒有統(tǒng)一的標準來規(guī)范SSD運行過程中的信息統(tǒng)計,哪些要記錄,到什么精度,哪些需要實時等,這有賴于產業(yè)上下游的合作探索。

對此,朱堃補充道,除了基礎運維之外,廠家可以通過引入智算的趨勢判斷、壞顆粒檢測等技術能力和解決方案來打造差異化優(yōu)勢。

整體來看,國產存儲產業(yè)正經歷從“跟跑”到“并跑”的關鍵跨越。工信智媒體(通信世界)總編輯劉啟誠最后總結道,未來要真正實現降本增效,既需要通過規(guī)?;少彅偙〕杀?,更需要構建“芯片-設備-系統(tǒng)-服務”的協(xié)同創(chuàng)新機制,避免陷入“低端同質化競爭”的泥潭。

總而言之,AI時代的存算變革已箭在弦上。存力作為數字經濟的核心底座,其發(fā)展不僅關乎數據要素的高效利用,更決定著算力效能的釋放與AI創(chuàng)新的邊界。未來,唯有推動存力、算力、運力真正實現協(xié)同,才能充分釋放數據價值,讓存算網協(xié)同成為驅動數字經濟高質量發(fā)展的澎湃動能。

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