SPC-1總榜奪冠：“性能現(xiàn)象級”浮出，存儲“新勢力”已至

近日，存儲性能委員會（Storage Performance Council，簡稱SPC）公布最新SPC-1基準(zhǔn)評測榜單，浪潮高端全閃HF5獲得23,001,502 IOPS（每秒讀寫操作次數(shù)）、0.294ms延時的性能評測值，位居性能總榜全球第一再次在業(yè)內(nèi)引起了強(qiáng)烈反響。究其原因，此次測試之后，浪潮存儲已經(jīng)實現(xiàn)了從集中式全閃、分布式全閃細(xì)分市場飆榜到總榜奪冠“大滿貫”，預(yù)示著存儲產(chǎn)業(yè)“性能現(xiàn)象級”浮出，存儲“新勢力”已至。

市場需求與技術(shù)演進(jìn)，“性能現(xiàn)象級”已成存儲新常態(tài)

眾所周知，人類社會的發(fā)展在經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)時代、工業(yè)時代后，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為社會發(fā)展核心驅(qū)動力。據(jù)IDC預(yù)測，到2022年，全球65%的GDP將由數(shù)字化推動，具體到中國，到2025年，在新基建等戰(zhàn)略驅(qū)動下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)占GDP的比例將超過70%。

基于此，企業(yè)將更加重視激活新興技術(shù)，從而加劇了企業(yè)對海量數(shù)據(jù)處理的需求。

據(jù)IDC預(yù)測，到2025年，全球數(shù)據(jù)總量將從現(xiàn)在的64ZB增長到近180ZB，2020—2025年的年復(fù)合增長率為23%，到2025年，中國數(shù)據(jù)總量將達(dá)到近41ZB，約占全球總量的四分之一。其中全球?qū)崟r性數(shù)據(jù)占比將從2019年的19.3%增加到2024年的24.4%，而據(jù)IDC全球DataSphere的研究，將實時數(shù)據(jù)定義為需要在2秒內(nèi)采取行動/作出反應(yīng)/重新編碼的數(shù)據(jù)，包括來自現(xiàn)場傳感器、金融交易、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、自動駕駛和現(xiàn)場控制等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

以自動駕駛新場景為例，百度在北京有1萬輛自動駕駛汽車，每天需要處理300PB數(shù)據(jù)，如果未來自動駕駛投入商業(yè)應(yīng)用，一個城市幾十萬上百萬輛車將產(chǎn)生ZB（100萬個PB）級實時數(shù)據(jù)，而這則需要具備高帶寬、高性能和低時延的存儲來應(yīng)對。

由此看，面對實時性數(shù)據(jù)的要求越來越高及未來企業(yè)日益復(fù)雜的業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求下，如何高效儲存、處理、應(yīng)用這些數(shù)據(jù)提上了企業(yè)的議事日程，而性能和嚴(yán)苛的低延遲無疑成為企業(yè)存儲選型的剛需。

在用戶對于上述存儲需求變化和提升的同時，存儲技術(shù)這些年也是與時俱進(jìn)。

以存儲介質(zhì)的演進(jìn)（創(chuàng)新）為例，查閱SPC的歷次報告可以發(fā)現(xiàn)，2012年以前，廠商送測的存儲介質(zhì)均為硬盤；2012年至2016年之間，已經(jīng)有廠商開始提交NAND SSD，還有一些廠商送測采取分層或者緩存等某種混合有NANA閃存盤。而從2016年至今，所有廠商送測SPC的存儲配置都是NAND SSD。這意味著，性能存儲已經(jīng)全面進(jìn)入全閃時代。

事實的確如此。根據(jù)IDC預(yù)測，2020到2024年，全球全閃存儲將以7.5%的年復(fù)合增長率增長，到2024年占據(jù)全球存儲市場一半以上的市場份額，具體到中國，2020年全閃存儲市場占比已經(jīng)達(dá)到18.9%，增速高達(dá)24%。

由此可以看出，全閃存儲已經(jīng)成為全球存儲市場的增長引擎。

那么問題來了，為何全閃會成為全球存儲市場的增長引擎？

就像前述，由于用戶對于存儲需求的變化和提升，存儲系統(tǒng)的性能和低延遲成為核心。而全閃存儲由于使用了SSD閃存介質(zhì)，加之在軟件棧上針對閃存介質(zhì)和整個存儲系統(tǒng)進(jìn)行了算法的優(yōu)化設(shè)計，可以用更小的容量空間帶來更高的IOPS（百萬級）以及極低的響應(yīng)延遲（1毫秒以下），并具備更高的安全性和穩(wěn)定性。

正是在用戶需求和技術(shù)演進(jìn)（創(chuàng)新）的雙輪驅(qū)動下，企業(yè)級存儲約“每四年性能翻一番、延時降低一半”的“性能現(xiàn)象級”在存儲產(chǎn)業(yè)已經(jīng)顯現(xiàn)，并通過SPC-1歷次報告得到了驗證。

這里我們以浪潮為例，2018年浪潮存儲以超150萬IOPS創(chuàng)下了8控中端存儲業(yè)界最高成績；2020年浪潮存儲以超330萬IOPS、0.387ms時延刷新了由自己保持的8控中端存儲業(yè)界最高記錄，實現(xiàn)了兩年性能翻一番、延遲降低一倍以上。更在21年以32控達(dá)到2300萬IOPS，在三年內(nèi)實現(xiàn)了IOPS的4倍提升，以超越業(yè)界的速度飛速發(fā)展。

而隨著SCM、NVM高速互連等器件技術(shù)創(chuàng)新，以及Cache緩存及分層等算法技術(shù)優(yōu)化，數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域“四年性能翻番、延遲減半”的“性能現(xiàn)象級”將成為存儲技術(shù)發(fā)展的新常態(tài)。

創(chuàng)新軟硬兼施，“性能現(xiàn)象級”延續(xù)的法寶

既然“性能現(xiàn)象級”（從用戶與技術(shù)端）將成為存儲技術(shù)發(fā)展的新常態(tài)，那么從廠商的角度，延續(xù)“性能現(xiàn)象級”，既是滿足市場和用戶的需求，同時也是對于自身產(chǎn)業(yè)洞察以及創(chuàng)新實力的檢驗和挑戰(zhàn)。

以前述的全閃存儲系統(tǒng)為例，來自《Redrawing the boundaries of software and Fast Memory 》與《Hennessy and Patterson, ComputerArchitecture》的研究數(shù)據(jù)顯示，從硬盤時代到SAS SSD，NVMe SSD到DIMM的SCM介質(zhì)，軟件棧在延遲方面所占的權(quán)重越來越高，從不足1%到90%以上，即軟件棧的延時瓶頸；而CPU的性能過去5年僅有5%的增長，加之當(dāng)閃存介質(zhì)達(dá)到一定數(shù)量時，CPU將成為性能瓶頸，更加限制IOPS的增長。

所以如何優(yōu)化軟件棧及提升CPU的利用率就成為衡量廠商創(chuàng)新力（如何不斷增加性能，降低延遲）的關(guān)鍵。

此處我們?nèi)砸圆痪们拔痪覵PC-1性能測試總榜全球第一的浪潮為例，看看中國企業(yè)是如何在創(chuàng)新上軟硬兼施，不斷克服閃存系統(tǒng)性能瓶頸的。

在硬件層面，為了使用新型存儲介質(zhì)傲騰SSD，浪潮和友商做了聯(lián)合的定制開發(fā)。同時為了使用NVMe協(xié)議，浪潮存儲對整體軟件棧，從底層硬件驅(qū)動層到上層協(xié)議全都進(jìn)行了重構(gòu)，實現(xiàn)了端到端的NVMe的協(xié)議，使得存儲系統(tǒng)在讀寫性能和時延上都得到了大幅提升。

軟件層面，浪潮存儲開發(fā)了全新的全閃軟件棧，通過對多核多線程性能優(yōu)化，充分發(fā)揮CPU的作用，從而進(jìn)一步拔高全閃陣列存儲的極限性能，同時，該軟件棧支持實時壓縮重刪，即在壓縮方面，浪潮存儲內(nèi)置獨立壓縮卡，采用實時無損數(shù)據(jù)壓縮算法，能夠動態(tài)地對數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實時壓縮，即在數(shù)據(jù)寫盤之前就已經(jīng)完成了壓縮，并且數(shù)據(jù)寫到存儲系統(tǒng)的整個壓縮過程是透明進(jìn)行的，主機(jī)端感受不到這個壓縮過程的存在，對性能時延無影響。

此外，浪潮還開發(fā)了iTurbo智能加速引擎v2.0，通過I/O路徑的優(yōu)化、智能多核和數(shù)據(jù)的冷熱分流提升性能和降低時延。

以智能多核為例，如今的存儲系統(tǒng)普遍沒能發(fā)揮處理器的核數(shù)和主頻性能優(yōu)勢，而iTurbo 2.0優(yōu)化了對多核的利用，實現(xiàn)了對多核的智能調(diào)度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有應(yīng)用對性能有更高要求時，可以為應(yīng)用綁定對應(yīng)的CPU資源，能定向提升性能；又如冷熱分流，其邏輯是首先分離有效和無效數(shù)據(jù)，然后盡量把垃圾數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù)聚合到同一個bolck里，減少數(shù)據(jù)刷新的波及范圍，這樣一來，不僅垃圾回收效率得以提高，而且，整體性能也得到大幅提升。

對此，浪潮存儲首席架構(gòu)師孫斌進(jìn)一步舉例稱，2018年打榜以后，我們中端存儲升級到了第二代G5，也是同樣的型號AS5500中端存儲，IOPS同樣8控的系統(tǒng)，但性能翻倍，從150萬升到330萬，同樣的配置，甚至用的盤還是雙端口SSD，介質(zhì)都一樣，核心在于軟件棧，我們并行調(diào)度上面提升了它的能力，我們以后軟件的架構(gòu)重構(gòu)，都可以產(chǎn)生新的和以前完全不一樣的I/O產(chǎn)出。此外，浪潮存儲的硬件工程師在我們的研發(fā)團(tuán)隊占比不到10%，接近90%是做軟件的，我們不是做存儲系統(tǒng)硬件的公司，我們是做軟件的。

不知業(yè)內(nèi)從上述看到了什么？我們看到的是浪潮對于存儲產(chǎn)業(yè)技術(shù)的洞察及有的放矢的創(chuàng)新。而這也是今天其位居SPC-1性能總榜全球第一和支撐“性能現(xiàn)象級”延續(xù)背后的主要原因，同時也有力地回應(yīng)了業(yè)內(nèi)部分人士對于中國企業(yè)屢屢在SPC-1性能中霸榜僅是“堆料”的質(zhì)疑。

性能為核心，存儲界“造車”“新勢力”已至

提及“新勢力”，相信多數(shù)人馬上想到的就是以國外特斯拉，國內(nèi)以“蔚小理”為代表的造車廠商。而它們之所以被稱為造車“新勢力”，主要源于汽車產(chǎn)業(yè)在市場需求的驅(qū)動下，正從傳統(tǒng)的燃油和機(jī)控轉(zhuǎn)向電動和智能化，從而讓它們與傳統(tǒng)車企相比，站在同一起跑線，甚至更具創(chuàng)新優(yōu)勢。

類似于造車“新勢力”，縱觀當(dāng)下的存儲產(chǎn)業(yè)，其多年來市場格局并未發(fā)生實質(zhì)性的變化，但就像我們前述，隨著市場和用戶需求的變化，全閃存、分布式存儲等異軍突起，大有替代傳統(tǒng)存儲之勢。而這些無疑給了相關(guān)企業(yè)改寫存儲市場格局的機(jī)會。

那么接下來的是，誰能成為存儲界“造車”的“新勢力”？

如前述，市場和用戶需求的變化，無論對于傳統(tǒng)還是所謂新存儲，性能和低延時將是它們的剛需。這意味著誰能在性能方面不斷和率先滿足它們的需求，誰就有可能在新舊存儲交替之際成為存儲界“造車”的“新勢力”。

而通過我們對于SPC-1性能測試榜單的觀察發(fā)現(xiàn)，浪潮存儲已經(jīng)實現(xiàn)了從集中式全閃、分布式全閃細(xì)分存儲市場飆榜到總榜奪冠“大滿貫”，而這背后則是我們前述的浪潮存儲技術(shù)實力領(lǐng)先的結(jié)果。

基于此，我們還看到，浪潮存儲市場競爭力由此得到大幅提升。

據(jù)Gartner全球存儲市場最新數(shù)據(jù)顯示，浪潮存儲市場銷量進(jìn)入全球前五，成為全球增長最為強(qiáng)勁的存儲廠商。

應(yīng)用方面，浪潮存儲已經(jīng)在全球最大SAP HANA能源數(shù)據(jù)倉庫、全球最大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)計費業(yè)務(wù)、大型國有銀行交易系統(tǒng)、全球最大信用卡業(yè)務(wù)系統(tǒng)、億級用戶醫(yī)保專享云等行業(yè)核心業(yè)務(wù)中實現(xiàn)規(guī)模化部署，產(chǎn)品性能、可靠性、穩(wěn)定性等均達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先水平。

上述種種不爭的事實，無疑預(yù)示著浪潮存儲，無論是在集中式傳統(tǒng)存儲，還是代表未來發(fā)展方向的分布式存儲的性能方面，已然成為一股符合存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展（包括技術(shù)和需求）的存儲全能“新勢力”。

對于“新勢力”這個說法，浪潮存儲產(chǎn)品線總經(jīng)理李輝認(rèn)為，從用戶的層面來講，他們多了一個可以放心去選擇、能夠提供相對來說同樣好，甚至更好的產(chǎn)品和服務(wù)的專業(yè)存儲廠商。而從行業(yè)的角度，又多了一個促進(jìn)這個行業(yè)快速發(fā)展、變革創(chuàng)新一個新的廠商，一股新的力量，畢竟與整個用戶端的商業(yè)模式演進(jìn)和來自于整個大IT的技術(shù)演進(jìn)相比，存儲一直處在相對慢半拍的這種狀態(tài)。所以我們做這樣的新勢力，不是來搶誰的份額，是來服務(wù)客戶，促進(jìn)這個產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展的。

正是基于上述初衷，站在整個存儲產(chǎn)業(yè)的高度，浪潮還系統(tǒng)性地提出了新存儲之道，其核心是通過包括極簡架構(gòu)、極致安全、極致穩(wěn)定、極致性能、極致容量、極致云化和極易管理在內(nèi)的七大極致的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新來應(yīng)對不斷出現(xiàn)的挑戰(zhàn)和滿足用戶的需求，未來可期。

寫在最后：隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，持續(xù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及競爭激烈的全球環(huán)境使得企業(yè)更加重視發(fā)揮數(shù)據(jù)的價值，而數(shù)據(jù)存儲成為承載產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)平臺，分布式存儲成為趨勢，2023年其占比將達(dá)到40%，閃存陣列將迎來高速發(fā)展。而以浪潮為代表的存儲“新勢力”正在通過不斷創(chuàng)新，在存儲的全新賽道以性能為核心，滿足市場和用戶需求的同時，力改未來存儲市場格局。