突破內存與存儲瓶頸，英特爾傲騰從蓄勢到爆發

發表日期：2020-06-08 文章編輯：閱讀次數：

本文作者：跨界的申斯基

本文轉載自申耀的科技觀察

毫無疑問，如今的世界正以加速度進入到智能化時代，其中“物理世界數字化、數字世界智能化”就是最為重要的特征體現。

而當越來越多的物和設備都像一臺臺計算機，整個產業也從萬物數字化、萬物互連化、萬物移動化、萬物云化進入到萬物智能化的新時代，這在推動整個行業技術迭代的同時，確實對數據的傳輸、存儲、分析和利用提出了前所未有的挑戰。

在此過程中，英特爾始終站在技術與應用的最前沿，并隨著環境和客戶需求的變化而不斷地迭代和進化，特別是創新推出的英特爾傲騰技術不僅突破了內存與存儲的瓶頸，更最大化地提升了數據、存儲和內存的可用性、經濟性和靈活性，在加速企業數字化、智能化的轉型同時，也真正讓企業的數據價值得以更好地變現。

來自英特爾2020年第一季度業績顯示，該公司非易失性存儲解決方案事業部（NSG）的營收為13億美元，同比增幅高達46%，這一方面體現出了市場對英特爾在存儲領域不斷創新的認可，另一方面更印證了英特爾傲騰技術也正從過去的蓄勢走向了爆發的新階段。

正如英特爾公司中國區非易失性存儲解決方案事業部戰略業務開發總監倪錦峰所言：
“英特爾一直在致力于通過不斷創新來構建一個堅實的技術基石，引領整個計算和存儲行業的發展，讓數據可以存儲更多、傳輸更快并處理一切，這始終是英特爾不變的初心。”

智能化時代數據新挑戰

我們知道，近幾年興起的人工智能浪潮，根本原因是得益于計算力的快速發展，同時結合互聯網、物聯網、邊緣計算帶來的海量數據和深度學習、機器學習等先進算法共同催生而成，其實際應用效果和社會影響力遠遠超出以往。

例如，面對今年突如其來的疫情，我們就可以通過AI技術從大量的醫療終端設備以及大量的病人臨床數據中，有效地提煉出更好的診療方案，從而加速診療的效率，提升診療的效果；此外，通過AI和大數據相關技術提升金融行業的服務的質量，加速對中小微企業的精準幫扶，從而降低疫情對整個社會經濟的影響等等。

從這個角度來說，AI技術已經以可見或者不可見的方式對人們的日常生活產生著巨大的影響，但是也要看到，目前由采集、準備、訓練和推理組成的人工智能數據管道（Data Pipeline）中，仍然存在著大量的挑戰，這也讓AI數據的管理和價值挖掘變得愈加復雜和困難，具體而言：

首先，在采集階段，需要接收來自多個源的數據輸入，不過由于數據源越來越多元化和多樣性，如結構化數據、非結構化數據、互聯網數據、業務數據等不斷交織在一起，再加上視頻、圖片、文本、對話文檔等不同類似的數據疊加在一起，導致數據量變得無比龐大的同時，也對存儲的性能提出了新的要求。

其次，在準備階段，即構建、清理和豐富原始數據，以便于后續訓練階段更好的使用，這是一個數據轉化的過程，它的完成速度往往取決于部署在每一個計算節點的高性能DRAM數量和性能，以及與之所配套的存儲方案的性能與相應的速度，而在這個階段它對存儲性能的要求更高，其對應的工作負載有順序的讀寫、隨機的讀寫，或者混合讀寫等。

第三，在訓練階段，是指為輸出到生產階段創建經過訓練的模型，這個階段的主要訴求是資源密集型的，它依賴于高性能的計算和存儲來執行數學函數。此外，在做特定訓練的過程所需要的時間，也取決于這個方案所部署的高性能內存和高性能存儲的數量。

最后，在推理階段，主要是進行模型分析和實時處理新數據，而推理的過程既可以部署在數據中心，也可以部署在邊緣設備上，因此這就需要對DRAM或者內存、存儲做不同的匹配，這樣才能最大化的發揮人工智能的價值，檢驗人工智能落地的成果。

對此，倪錦峰認為，在人工智能數據管道的整個過程中，往往對存儲的需求是變化多端的，最為突出的是以下三個特點：數據集的大小，差異性非常大，需要經歷從最初到PB級到GB級到最后的KB級別；工作負載是千變萬化的，從最初百分之百的寫入，到混合讀寫再到后續隨機的讀取；同樣，存儲模式也需要經歷不同的變化，如順序化的數據流程寫入，到后面完全隨機地訓練等等。

由此可見，“物理世界數字化、數字世界智能化”帶來的結果就是，越來越多的海量數據正呈現出爆炸式增長，同時也對存儲系統的高吞吐量和低延時的要求提出了苛刻的挑戰，這也意味著在人工智能時代，存儲或者說數據管理需要進行徹底的轉型與變革。

突破內存與存儲的瓶頸

也正是洞察到這種新的變化趨勢，英特爾一直致力于建立一個以數據為中心的高效架構，使數據更接近計算并保持持久性，同時能夠根據成本和功耗預算優化性能，從而獲得一個最佳的平衡，由此釋放人工智能的無限潛力。

基于此，英特爾在“存儲金字塔”中創新地引入了傲騰技術，通過突破內存與存儲的瓶頸，真正打破了AI新時代存儲的新邊界，使得企業能夠更好的釋放數據的潛能，讓企業在AI新時代形成新的競爭優勢，可以說創新的價值意義重大。

倪錦峰表示，“存儲金字塔”中每個層級的成本、性能、延時的指標都有量級的差異，而英特爾傲騰技術的創新之處在于，它能夠讓更多的數據保留在內存中（作為內存的拓展或者一部分替換），或者相比于NAND的更高速存儲中，從而更加靠近CPU，實現更好的效率；而英特爾3D QLC NAND則能夠使得數據在更多固態盤中存儲，由此提升整體的存儲性能。

事實上，英特特爾傲騰技術能夠有這樣“獨一無二”的魔力，背后其實離不開其四大創新之處，包括采用革命性材料，是數十年來最顯著的內存和存儲的進步；強大的就地寫入能力，可按需設置或重置數據，而無需擦除介質；支持位尋址，讓每個存儲單元都可以單獨尋址；具備低延遲特性，能夠共同提供極快的介質等，由此可以帶來幾個方面的優勢：

一是，英特爾傲騰技術具有超高壽命和超低的延遲。主要體現在在數據“讀-修改-寫”的過程中，NAND SSD往往每一個步驟都需要往復執行，這樣不僅消耗資源，且會導致性能損耗，而英特爾傲騰技術把就地寫入能力和位尋址能力結合在一起，使得它可以在混合讀寫的工作負載下，有著更好的低延遲能力以及更好的一致性，另外也讓它有著超高的寫壽命。

二是，英特爾傲騰技術具備超強的性能可擴展性。以不同存儲介質在70/30隨機讀寫工作負載場景中表現來看，無論是傳統的HDD，還是SATA/NVMe NAND SSD，都面臨一個共同的難題，即容量越來越大，但是所產生的IOPS/TB卻越來越小，而英特爾傲騰技術則更好的解決了這一難題，即隨著容量增加，英特爾傲騰技術的隨機性能也可以實現更好的擴展，可以說真正打破了單位存儲的性能瓶頸。

三是，英特爾傲騰技術還能更好的完成多樣化場景應用的需求。綜合來講，ACT（Accelerating，加速；Caching，緩存；Tiering，分層）場景中，英特爾傲騰持久內存和英特爾傲騰固態盤，就可以分別在計算端和存儲端更好的協同工作。舉例來說，傲騰持久內存可以加速Oracle數據庫 MySQL這類的應用，而傲騰固態盤則可以做Ceph的日志，起到性能提升改善TCO的作用，這樣完美的配合就能實現更高SDS的系統效率。

不難發現，英特爾傲騰技術擁有更低、更一致的延遲、更高的耐用性以及更高的效率，那么在針對人工智能數據管道中的各個階段，顯然就可以發揮出更高的價值，如英特爾傲騰技術就可以在各類工作負載、訪問模式和塊大小情況下以出色的混合性能，實現計算資源的優化；此外，采用英特爾3D NAND技術的固態盤，還能夠在釋放存儲數據價值的同時，降低存儲成本和空間并提高運營效率。

更為關鍵的是，未來的存儲必須是靈活多變的，并能夠為各種復雜的工作負載提供持續的、可靠的且按需擴展的高性能服務，而英特爾傲騰技術以其出色容量密度，以及優異的性價比，無疑為AI時代的數據存儲提供了一個最佳選擇。

傲騰技術從蓄勢到爆發

回頭來看，機遇是留給那些有準備的人的，英特爾之所以始終能夠處在存儲乃至數據基礎設施變革的最前沿，關鍵是其能夠保持著不斷的投入與創新，進化與迭代，以及對行業需求的前瞻認知和準確判斷，由此讓傲騰技術完成了從蓄勢到爆發的蛻變。

倪錦峰告訴我：
“英特爾傲騰技術是業界最為成熟，產品化最早，也是如今能在市場上形成規模化SCM產品和技術。目前，第一代英特爾傲騰技術已經實現了廣泛的部署，而今年英特爾還將發布第二代傲騰技術和產品，進一步提升性能。此外，英特爾今年還會量產144層QLC NAND，搭配最新傲騰技術可以為客戶提供更好的存儲解決方案”

具體而言，英特爾傲騰數據中心級固態盤與持久內存已規模化應用在存儲、云計算、數據庫、AI/分析、高性能計算、超融合（HCI）、通信等場景領域，并且不同領域中英特爾傲騰技術的應用模式也有所不同，這也大大增加了客戶使用傲騰可用性、經濟性和靈活性。

其中，BAT三巨頭之一的百度，就率先在2018年發布了基于英特爾傲騰固態盤加上英特爾QLC 3DNAND固態盤技術的存儲解決方案，而這一解決方案極大程度上提升了百度在AI、大數據以及Cloud的存儲性能。數據顯示，在百度AI的訓練場景中，該方案相比原來的HDD方案，實現了21倍的性能提升，以及96%的延遲下降，同時更將TCO下降了60%左右。

值得一提的是，VMWare vSAN也將其高性能緩存從NAND PCIe固態盤換成英特爾傲騰固態盤，由此讓虛擬機密度提升了60%，同時系統整合率能夠提升30%；此外，微軟Azure Stack同樣使用了英特爾傲騰固態盤作為緩存盤，讓每個節點中的虛機數量提升了60%，可以說通過傲騰技術的應用，客戶真正節省了更多的服務器，節省了更多的空間，也減少了更多的功耗。

倪錦峰最后說：
“英特爾傲騰技術正使得無論是AI、HCI還是SDS的存儲都變得更加的出色，當然從技術應用角度來看，英特爾傲騰技術還處在早期或者是早中期的階段，還有很長的路要走。因此，未來英特爾也希望越來越多的客戶、生態合作伙伴，可以嘗試各種各樣的技術創新，把傲騰技術融合到各種創新的解決方案之中，并更好的滿足企業業務創新的實際需求。”

可以預見的是，未來企業利用創新的存儲介質和技術實現對“存儲金字塔”中內存和存儲的替換速度還會加快，而英特爾無疑會是企業走向智能化之路上最佳的合作伙伴，同樣也正是英特爾始終堅持技術創新所體現出來的價值和意義所在。

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