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        賦能計算無處不在 存儲行業的新變革:數智存儲與計算創新

        2023-01-10 12:23:54   來源:IT運維網>

        近年來,我們見證了5G、云計算、邊緣計算等技術的顯著進展,也對萬物智能、自動駕駛、Web 3.0、元宇宙等新興技術的應用充滿了期待。而所有的這些,歸根結底都離不開對海量數據的存儲與分布式實時處理。據分析調研機構IDC預測,被創建、獲取或復制的數據量在2025年將達到驚人的175 ZB。當今從云到端數據量的激增,數智化的加速以及包括消費電子、網絡通訊、物聯網、汽車電子等下游應用需求的強勁增長,對各類存儲設備和處理分析的需求量都大大提高,并對存儲的性能、可靠性及安全性提出了更為嚴苛的要求,成為整個行業亟需解決的一項挑戰。在此背景下,數智存儲與計算創新的重要性正日益凸顯。
         
        計算的創新應用讓存儲更加智能
         
        在新冠疫情的影響下,數字化轉型和自動化正加速發展,以實現高效的遠程工作。與此同時,為了在這種新形勢下推動業務拓展、創新并提升用戶體驗,全球企業也愈發重視加強以數據為中心的關鍵基礎設施建設,其中也包括計算基礎設施。新興的計算存儲憑借近存儲數據處理、減少數據搬運等特點,使數據中心、邊緣服務器、物聯網設備、汽車和其他數據密集型設備變得更實時、更高效、更安全。
         
        計算存儲使得在存儲數據的地方直接進行數據處理成為可能,并可以讓存儲設備更加智能。這種方法減少了大量數據向外部處理設備的傳輸,同時也帶來了包括減少時延和帶寬使用、提高安全性和節能等在內的諸多益處。與此同時,為讓數據不僅僅在云,甚至在物聯網、機器學習、邊緣計算等各領域都能實現其應有的價值,將產生的數據分析處理成有意義的洞察至關重要,而數據分析的速度和效率有賴于數據處理系統的架構。
         
        ScaleFlux是一家致力于通過計算存儲戰略,推動存儲應用創新的公司。在我與ScaleFlux聯合創始人兼首席執行官鐘浩的一次交談中,他提及:“過去幾年,可計算存儲一直都在一個探索階段,通過FPGA來驗證應用場景的收益和有效性?,F在我們即將迎來基于ASIC和Arm處理器集成的芯片,作為大幅度加速可計算存儲產品的規?;渴?。”
         
        產業積極擁抱數智存儲
         
        鑒于由Arm技術驅動的計算應用范圍越來越廣,Arm預計未來全球100%的共享數據很快將會通過Arm技術進行處理。在存儲領域,多家Arm的存儲合作伙伴也正在積極擁抱數智存儲,帶動市場的創新變革。
         
        英韌科技CEO吳子寧表示:“在數字經濟不斷深化,數據量激增的年代,數據基礎設施對存儲設備的吞吐量、性能、可靠性和更新迭代速度都提出了更高的要求,英韌科技始終專注于存儲技術和數據處理系統,通過自主研發助力各個垂直產業的創新應用發展。Arm是英韌科技緊密的合作伙伴,在已實現批量部署的PCIe 4.0控制器Rainier系列中,我們選用了成熟可靠的Arm處理器,并率先在雷克沙、威剛等頭部品牌客戶實現量產,為英韌夯實了核心競爭優勢。英韌科技很高興能與Arm合作,在底層技術層面為我們解除后顧之憂,讓我們可以專注于產品的性能提升,聚焦各種差異化創新,提高產品迭代速度。”
         
        “慧榮科技作為經驗豐富的NAND Flash主控芯片全球領導者,以全方位產品線為中國超大規模數據中心提供高性能SSD,同時也為工控、商用和車用市場提供定制化、小尺寸的單芯片SSD解決方案。我們與Arm保持著長期的合作伙伴關系,由于Arm廣泛豐富的處理器產品,以及其具備的高擴展性,特別符合我們面向多重應用領域與各種產業階段的多樣化需求。”慧榮科技市場營銷暨研發資深副總段喜亭說道,“我們最新的MonTitan™高性能和可定制化編程的PCIe Gen5 SSD平臺,就是搭載Arm Cortex-A55應用處理器與Arm Cortex-M33微控制器,依托Arm架構的強大生態,為最具挑戰性的數據中心和企業SSD存儲應用提供可性能擴展和最符合現代創新技術,擁有高度靈活性和可定制化編程功能,滿足未來標準要求。我們期待雙方在未來能共同為存儲產業賦能更多創新應用。”
         
        ScaleFlux近期全新發布了搭載Arm應用處理器的CSD 3000,這是業界第一款完全基于自研ASIC(即不再使用FPGA),全面兼容標準NVMe,并具備規?;慨a的可計算存儲SSD。鐘浩進一步補充:“與Arm技術合作是一個多維度綜合考慮后的選擇。首先,從用戶生態的角度來說,大多數的SSD廠商此前都是基于Arm架構來開發固件,這對新產品的導入以及固件的移植做了很有利的鋪墊。其次,從產品和工具鏈成熟度來說,Arm處理器具備了優異的穩定性和可靠性。最后,從技術的支持和演進來看,我們十分贊賞和期待Arm在此領域長期、持續的投入。ScaleFlux很高興能與Arm合作,攜手為行業帶來突破性的產品。通過Arm架構的采用,我們得以在SSD性能、時延和成本優化方面達到顯著的提升,為我們的客戶和合作伙伴實現降本增效、優化TCO的目標。”
         
        在專用處理能力驅動各項應用性能提升的同時,Arm推出了Cortex-R82,這是專為智能存儲和計算存儲量身定制的處理器,可以更好地支持高密度閃存、PCIe Gen5/Gen6接口、近存儲計算,并使用ML等新技術使存儲更智能。而得一微電子作為國內領先的存儲控制芯片廠商,優先采用了Arm Cortex-R82,因為他們深知Cortex-R82的超低延遲和持續穩定的高性能將在其面向云、企業和汽車市場以及基于PCIe Gen5的下一代SSD控制器中發揮至關重要的作用。隨著Arm與得一微電子合作的持續深入與共同探索,Cortex-R82在數智計算存儲領域的創新應用值得期待。
         
        數據安全為存儲行業保駕護航
         
        隨著存儲與計算走出數據中心和家庭,遍及全球甚至宇宙的各個角落,物理安全很多時候難以提供最佳保護。同時,隨著數字化轉型的深入,數據隱私和數據泄露的預防也變得至關重要。數據量越大,分布越廣,安全保障的重要性也就越大??梢哉f,有數據安全才有數據的未來。無論數據是在靜止、傳輸還是使用中的狀態,確保數據具有足夠的機密性、完整性和可用性,需要整個信息和通信技術堆棧的協同努力。
         
        橫貫云、邊、端的Arm架構將很快觸及全球幾乎所有的共享數據,這為Arm廣大的合作伙伴創造了前所未有機會,也使他們更加依靠Arm的安全架構、工具和可信賴的生態系統,將變革性的安全體驗帶到數據和計算所觸及的每個角落。
         
        在Arm架構演進的過程中,對安全的重視程度以及對安全的支持都是與日俱增的。Arm支持安全生態系統的方式十分豐富,例如:

        • 包括Arm與志同道合的伙伴共同創立的PSA Certified安全認證體系;
        • 以安全為導向的產品創新理念,確保敏感數據在隔離、可信的環境中存儲、處理和保護;
        • 檢測和防止內存損壞 (memory corruption)、增強加密支持,以及通過微架構內置防御來減輕側信道攻擊 (side-channel attacks)。
         
        Arm架構賦能存儲行業未來
         
        展望未來,萬物智能、自動駕駛、Web 3.0、元宇宙、數字化等所帶來的不斷增長的高價值數據集為存儲行業帶來了激動人心的發展機遇,但隨之而來的日益復雜的工作負載也意味著存儲驅動必須建立在可靠、安全和高效的平臺上,這也讓Arm架構成為了不二之選:

        • Arm擁有豐富的經量產驗證、高性能、高可靠、高能效的處理器,系統IP和工具產品組合,廣泛覆蓋各類存儲應用的需求;
        • Arm在機器學習、矢量計算、安全、自定義指令和CXL方面的重點投資,持續賦能下一代計算和存儲的創新;
        • Arm始終堅信客戶至上與生態的重要性,不斷加深與全球最大的生態系統的合作,幫助客戶實現快速、簡單且具有成本效益的產品開發。
         
        當然,存儲控制器芯片需要的不僅僅是處理器,為了進一步簡化存儲控制芯片設計,Arm提供了豐富的系統IP,包括互連、mesh網絡、中斷控制器、MMU以及物理IP。同時,Arm持續在CXL等產業聯盟,推動存儲接口發展,打破內存密度和帶寬瓶頸的限制。對于存儲固件和軟件開發,Arm為客戶提供業界最佳的軟件開發工具來簡化開發流程,從而加快開發周期。相信以全方位、高性能、高可靠、高可信的處理器和系統IP技術組合為基礎,以強大的生態系統和開發社區的高度認可為后盾,Arm能夠不斷賦能合作伙伴挑戰創新極限、構建最優化的系統,從而成為創造差異化價值的力量源泉。

        作者:Arm物聯網事業部業務拓展 副總裁 馬健

        (本文不涉密)




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