2030数据存储

数据存储 2030 构建万物互联的智能世界 前言 人类社会的文明史，就是一部信息存储方式和传播方式变革的历史。3500多年前，甲骨文出现，标志着人类的文明史开启；2100多年前，造纸术的发明，使得知识的传播更加便捷；60多年前，以机械硬盘为代表的数字化信息记录方式的出现，使得人们可以更加高效地存储和传播信息，进一步促进了人类文明的发展和传承。 未来十年，随着以5G/6G、AI、大数据、云计算为代表的新技术飞速发展，人类即将进入YB数据时代，数据存储技术的创新和发展有望开启新的文明发展时代。以数据为中心的高效、绿色和安全的数据基础设施，必将推动人类社会向更高层次的智能化进程迈进，让人类在未来的智能时代中更好地理解世界、探索世界，并勇往直前，开拓未来。 数据存储2030 目录 01 未来数据存储场景 02 数据存储2030愿景及关键特征 数字化技术驱动人类发展从信息化进入数字化02 数字经济的发展推动人类社会即将进入YB时代15 先进介质应用20 以数据为中心的体系架构27 数据存储原生安全31 智能数据编织34 数据即应用38 绿色低碳存储41 03 04 数据存储2030倡议 附录 数据存储2030倡议 45 参考文献 46 缩略语 48 致谢 49 PART01 未来 数据存储场景 10年前，人类社会刚刚进入ZB数据时代，移动互联网、云计算、大数据刚刚起步；今天，这些技术已经深刻地改变人类社会，而人工智能、区块链、5G/6G、AR/VR、元宇宙等新技术，进一步推动社会进入一个新的智能世界阶段。 2030年，人类将迎来YB数据时代[1]，对比2020年，年新增数据增长23倍，通用算力增长10倍、人工智能算力增长500倍[2]。数字世界和物理世界无缝融合，人与机器实现感知、情感的双向交互；人工智能无所不及，成为科学家的显微镜与望远镜，让我们的认知跨越微小的夸克到广袤的宇宙，千行万业从数字化走向智能化；数字技术持续演进，帮助人类利用数字手段加速实现未来智能世界2030。 未来十年，数字技术将帮助人类跨入智能世界，这是一个波澜壮阔的史诗进程，将开启一个与大航海时代、工业革命时代、宇航时代等具有同样历史地位的新时代。 数据存储2030展望 医 生命有质量 住 空间人性化 城市 有温度，更宜居 能源 绿色能源更智能 企业 重塑生产模式 数字可信 可信未来 食 普惠绿色饮食 行 移动第三空间 全球通用存力总量将达29ZB 同比2020年增长 全球每年产生的数据总量将达1YB 相比2020年增长 AI计算存力总量将达63ZB 同比2020年增长 倍 图1-1未来数据存储场景 数字化技术驱动人类发展从信息化进入数字化 医：让健康数据化，让生命有质量 过去的十年，是人类健康发展充满“生命力”的十年，据WHO（worldhealthstatistic2021）报告显示，全球人口预期寿命从2000年的66.8岁增加到2019年的73.3岁。伴随着人口老龄化的加速，2030年全球60岁以上人口占比将达到16.5%，人类对医疗的需求也将激增[3]。WHO的2019数据显示，全球卫生费用支出占生产总值的10%，其增长快于全球经济增长。WHO也预测，2030年全球护士缺口高达570万人，医护人员总缺口高达1800万人。全球的医疗资源与人口增长分布形成剪刀差。 面向未来，如何降低医疗成本，丰富医疗资源和医疗形态，创造新的预防和治疗手段，将帮助解决看病贵，看病难的问题，让人们少生病，让生命更有质量。在下一个十年，创新的解决思路正在不断涌现。通过对健康状态实时数据追踪和建模，把防病与日常生活习惯结合起来，从“治已病”转向“治未病”，包括诸如下列场景： 构建知识图谱，让健康更靠谱 得益于互联网、物联网、AI等技术的发展，以及可穿戴设备、家用监测设备等产品的普及，对个人健康建模不再是奢望[4]。通过实时分析用户身体指标数据、医学临床反应、健康诊疗结果等，形成健康知识图谱；通过对比分析，为用户提供定制的健康解决方案；通过对营养、运动、睡眠等维度的干预，帮助用户逐渐改善不良生活方式，促进个人形成健康的生活习惯。比如业界有公司尝试构建饮食和疾病之间关系的健康知识图谱，可帮助用户改善睡眠质量，进行有效的体重管理，全年接受健康管理的参与者平均每天睡眠增加35分钟，体重减轻约1.5公斤，从而降低因不良生活方式导致的相关疾病的发生概率。 传染病蔓延轨迹预测，让疾病预报更准确 利用自然语言处理等技术，持续收集并分析全球范围内关于重大公共卫生事件的新闻、报告和搜索引擎指数，从中提取有效数据，并进行科学建模和智能化判断分析，可以有效提升应对公共卫生事件的响应速度和决策能力。比如说业界有公司使用自然语言处理和机器学习，从官方公共卫生组织、数字媒体、全球航空公司票务数据、牲畜健康报告和人口统计声明等多种公共数据来源中，分析了数十亿个数据点，可以24小时不间断地分析疾病的传播与蔓延情况。 药效精确评估，从“千人一药”到“千人千药”AI通过学习成千上万的病理诊疗方案，并实时分析结合病人个体综合差异，可以帮助医生给出更具个性化的治疗方案。新加坡研究机构创建了以人工智能技术驱动的药效精准评估平台，该平台可以快速识别每位患者的历史临床数据，针对患者自身情况给出建议的用药剂量和联合用药方案，并在此基础上对肿瘤大小或肿瘤生物标志物水平进行修正。此外，这些数据还可用于患者疗程和后续治疗方案的制定等。 AI精准识别靶区，减少错杀健康细胞 个性化的精准医疗的价值，也在帮助对抗人类的天敌-癌症上。在传统的癌症放射治疗过程中，放疗的靶区设定范围较大，消灭癌细胞的同时也误伤了大量健康细胞。自适应放疗借助AI技术，在放疗过程中自动识别病灶位置变化，对放疗靶区的影像进行精密地勾画，以实现精准照射，从而减少对健康组织的损害。目前AI精准识别靶区，已实现CT、超声、MRI等多种影像的靶区自动勾画，将原来2-3小时的勾画环节缩短至分秒级，使得放疗对健康组织的损害量降低30%。 面向2030年，人类可以依托高度灵敏的生物传感器技术与智能硬件支持，实时跟踪身体各项指标，并建立个人的健康知识突破，从而实现自主驱动个人健康，减少对医生的依赖。 在ICT技术的驱动下，通过精密的软硬件、强大的云边端计算能力和稳定的网络覆盖，使得便携化的医疗设备可以普及到在各个基层医院、社区、甚至家庭等多种场景，可以按需实时采集医疗数据并上传至云端处理中心，在云端构建大数据知识库，通过AI调度，实现远程医疗联动。构建云端知识图谱，需要数据存力的规模部署，以容纳更多知识集合。 华为预测 到2030年，全球通用存力总量将达到37ZB，相比2020年增长10倍；AI相关存力总量占比63%，相比2020年增长500倍。 食：用数据换产量，普惠绿色饮食 民以食为天，实现“零饥饿”被联合国列入2030可持续发展的目标之一[5]。据统计，至今全球仍有超过6.9亿人在挨饿，预计到2030年，受饥饿影响的人数将超过8.4亿。农业从事者长期流失：根据国际劳工组织的数据，在全球范围内，从事农业工作的人的比例从1991年的43.699%下降到2019年的26.757%。人均耕地面积减少：据世界银行数据显示，在1968-2018这50年间，全球人均耕地已从0.323公顷下降至0.184公顷,下降43%。土壤农药污染严重：据统计，目前全球64%的农业土地(大约2450万平方公里)面临着农药污染的风险，其中31%的土地面临着高风险。与此同时，随着消费的升级，人们对于饮食的需求越来越追求吃得健康，吃得放心。2018年，中国获得食品行业绿色认证的产品数量达到13,316个，2019年，这一数量增至14,699个，同比增长10.4%绿色认证产品的背后是对种植环境和技术更高的要求。 在迈向2030年的进程中，科技和数据正在为农业赋能，帮助突破种植条件的限制，全面提升粮食的产量，让绿色食品进入每个普通人的餐桌。包括诸如下列场景： 用精准的数据，让种庄稼不再只靠经验 正所谓“栽种有时，收获有时”（atimetoplantandatimetopluckupthatwhichisplanted）。传统农业何时播种，何时施肥，何时除虫，仅靠经验来判断，会让农业生产有着极大不确定性和产生诸多浪费。 ICT技术赋能农业能够通过对土壤湿度、环境温度、作物状况、地形的特征、气候预期、病虫害程度等分析，获得精准数据，通过精准控制，让土壤和作物处于最佳匹配状态。以玉米为例，仅依据数据进行的自适应播种这一改变，就能带来每公顷300-600公斤的增产。 农场数字工厂化，让农业生产不再受自然环境的影响 农业工厂化的一个典型案例就是在室内种植的“垂直农场”，即用数据构建突破地域限制的标准化生长环境。在垂直农场里，每个环节通过对光照、温度、用水和营养输送等的精确控制，为农作物构建起最为适宜的生长环境。垂直农场无需农药，无需土壤，减低对农业用水的浪费；不受环境气候影响，始终确保新鲜农产品的理想生长条件；创造全球可复制的智能农业模式，利用同一套ICT控制系统和数据模型，可在世界上任何一个地方得到几乎一致的生产效果。业界公司的尝试显示，在7,000平方米的空间里，可实现蔬菜每16天收割一次，达到每年90万公斤的惊人产量。 面向2030年，我们通过ICT技术将更多的农田、农具、农作物等关键农业生产要素联接起来，收集并综合利用气候、土壤、农作物生长状态等多类数据，通过精准的数据分析，利用类似“垂直农场”这样的新种植模式，实现精准的农事操作，以提升粮食产量。 华为预测 到2030年，全球每年产生的数据总量达1YB，相比2020年，增长23倍； 未来随着数据不断在农业中体现，我们将逐步构建一个更有弹性、更绿色的粮食系统。全球农业每年产生的，数据总量达4ZB，相比2020年，增长23倍。 住：全屋智能数据交互，让空间更人性化 随着人们对居家体验个性化追求的不断增长，基于ICT技术的智能家居概念正被普及。据调研报告显示，近80%的千禧一代和69.2%的婴儿潮一代都对智能家居技术抱有积极的期待[6]。在英国，目前80%的消费者已经意识到智能家居技术，在消费者对技术趋势的认知度上仅次于移动支付，而互操作性已经成为他们当下最大的购买考虑因素。除此之外，对便利和安全的需求也驱动着人们对智能化空间的向往。 数字化和数据助力打造未来居家体验，包括诸如下列场景： 打造数字化的商品目录，通过自动配送，实现储住分离 随着物联网、万兆光纤等新型基础设施的触达，越多越多的新型社区理念不断涌现，为居民提供如社区虚拟团建、宠物智能管控等全局化的服务，促进居民与社区的一体化融合。其中有一些新颖的设计理念，解决了储物与居住之间的矛盾，带给人们更清爽的居家体验。 为你家里的物品建立一个数字目录，甚至进行3D扫描，将不常用的物品寄存在小区统一的仓库中。比如在某个周末，你需要为即将参加的派对挑选一套晚礼服的时候，可以通过全息投影的方式，虚拟选择一套合适的搭配。只需轻轻一个点击，小区自动配送系统，就会通过机器人或者楼宇输送系统快速地将你所选择的衣物送上门。 全屋智能结合场景式交互，打造亲切自然的居家体验 丰富的智能家居设备和传感器，通过稳定可靠、高联接、高速全覆盖的网络，将收集到的数据传递到家庭智慧大脑。其中的AI引擎，通过调节各类家居设备的运行和协同状态，以匹配用户的实时体验需求，最终给用户带来沉浸式、个性化、可成长的全场景智慧体验。多种多样的智能家居设备，通过不同的组合，形成多样化的智能场景。比如智能睡眠辅助系统，根据个体的生理健康特征和睡眠习惯，自动匹配床垫和枕头的软硬度；营造助眠的光环境，刺激褪黑素分泌；播放助眠音乐，舒缓心情；根据家庭环境中湿度、温度、氧气的浓度等指标，提供恒温、恒湿、恒净、恒氧的睡眠环境。 2030年，人们的家中将遍布各类智能家居，生活、娱乐将被新的交互模式来重塑；楼宇将安装各种智能管控设备；社区也将拓展更丰富的智慧功能