2023年SSD助力新一代数据中心高质量发展白皮书

Contents IDC观点01 第一章格物致知夯实基础设施底座03 1.1数据中心：数字经济时代的核心引擎和战略资源03 1.2数据中心发展态势：全场景、高性能、高弹性、可持续服务05 1.3存力：建设新一代数据中心对存储基础设施提出新要求08 1.4固态硬盘：以硬件能力提升推进数据中心升级11 第二章大势所趋高质量发展新时代15 2.1聚焦节能降碳，助力绿色发展16 2.2构建多层保护机制，全方位保障数据安全18 2.3基于高效存储访问，实现快速业务响应21 2.4降低设备与运行成本，助力存储与计算业务增效23 第三章应用实践切实发挥领先技术的价值25 第四章IDC建议33 第五章忆联SSD为新一代数据中心构建存储基石37 IDC观点 在数字经济时代，数据中心是汇聚着计算资源、网络资源、数据资源的核心枢纽，是国家和企业加速数字化发展的核心引擎和战略资源。不断增长的计算需求和利好政策成为数据中心快速发展的主要驱动力。IDC预计，全球对于数据中心的建设投资将保持加速增长状态，从建设数量来看，2022年-2026年，全球新建数据中心数量将以8.6%的年复合增长率（CAGR）增长。 这对存储基础设施提出了包括提供海量空间、多样存储、弹性扩容、极致性能、智能运维、高密存储、绿色低碳等崭新的要求。在这一历史潮流下，固态硬盘 （SSD）存储以高可靠、低时延、低能耗等特性，成为新一代数据中心的主要存储介质。企业级SSD已经在虚拟化、云计算、大数据分析、人工智能等领域得到广泛应用，为互联网、电信、金融等行业提供稳定可靠的高速存储服务。IDC预计，全球企业级SSD市场规模将在2026年达到近272.6亿美元，五年年复合增长率达7.1%。 未来数据中心的数据存储，应专注绿色、安全、高效率和高效益发展方向。新一代数据中心应充分利用SSD低能耗、高效率、低散热等优势，聚焦节能降碳，助力绿色发展；融合先进编码、灾备、信息安全技术，构建多层保护机制，全方位保障数据安全；拥抱SSDNVMe接口规范，增强高I/O、低时延等存储访问优势，实现快速业务响应；伴随SSD与机械硬盘的价格差距持续缩小，助力企业优化设备与运行成本，实现业务降本增效。持续激增的数据存储与信息交互需求将促使数据中心进一步提升存储性能和业务弹性，由此，基于数据中心级SSD开启高质量发展范式成为大势所趋。 01 放眼未来，数据中心的高质量发展依赖于高科技建设与高水准运营，这是形成数字经济良性生态的基本保障与催化剂。一方面，数据中心建设需以科技创新为依托，全面提升数据中心技术水平，融新创研。专注提升SSD全维度存储能力、拥抱新型接口，巩固高I/O、大带宽优势，突破大容量瓶颈；致力完善SSD多维保障能力，为企业提供稳定、可靠、低能耗、高利用率、低成本的存储服务。同时，借力人工智能技术以发挥极致存储性能，融合智能分类技术，对数据形成有效管理。基于云网融合，构建高效灵活、全面覆盖的数据存储底座。另一方面，数据中心运营需贯穿数据全生命周期，强化绿色、安全、智慧、高效的可持续发展之路。从存储底层到运维管理，应全面渗透绿色低碳理念与措施；从数据新生到归档存留，需全方位构建立体安全屏障；从原始数据无序到有机结构存储，可智慧构建精巧数据底座；从数据中心与上游OEM/ODM、下游企业用户的服务供需分离，向紧密合作发展，将通过深入耦合、携手共研，以充分优化运营细节、发挥极致效率、提供极致体验。 02 第一章 格物致知 夯实基础设施底座 数据中心已经成为各行各业在数字经济时代的核心引擎和战略资源，是汇聚着计算资源、网络资源、数据资源的核心枢纽。在越来越多的企业践行数字化优先战略的大背景下，数据中心需要持续升级迭代，这对存力基础设施提出新的要求。 1.1数据中心：数字经济时代的核心引擎和战略资源 伴随着人工智能技术与集群计算能力近十年来里程碑式的跨越发展，从信息行业开始，高度自主化、分布式、泛在性的计算能力已经渗透到千行百业，不断刷新数字经济时代特征，持续重塑数字经济时代生态。尽管各行各业业务需求、服务对象千差万别，但其数字智能化强弱可以体现为三个关键指标：可用计算平台算力的规模与速度、算法储备的广度及深度以及行业相关数据储备的总量、覆盖度与易用性。算法、算力的获取，以及数据储备与更新构成企业独有的、原生的核心优势能力与价值。 数据价值的重要性已经被广泛认可，且数据规模获得了持续的高增长。根据IDC预测，全球新产生的数据总量将在2026年达到221ZB，五年年复合增长率达23.8%。通过增加存储和计算设备可以应对早期、小幅的数据增长，但当设备规模达到一定 程度以后，数据的管理效率和运维成本都将不再可控。建设专门的数据中心，构建基于云的存储访问与管理体系，融合新型技术、解放运维人力、降低运营成本、形成低碳生态，是数据驱动数字经济的必然选择。新型数据中心可依托基于人工智能的新型容器化运维管理技术、融合冗余双工与差错控制编码技术、集成信息防窃取防篡改能力，专注全生命周期数据管理，可有效融合高速、大规模存储新、旧设备，在底层存储与上层应用间搭建信息的内部高速通道，突破数据从存储到使用的瓶颈。 图1全球新建数据中心数量预测，2022-2026 800000 来源：IDC，2023 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 67.7万 50.1万 20222023202420252026 CAGR=8.6% 作为数字经济发展的重要载体，数据中心规模将呈现持续扩大趋势。IDC预计，2022年，全球新建了50.1万个数据中心，到2026年，该数据将达到67.7万，2022年到2026年，全球新建数据中心数量年复合增长率（CAGR）达到8.6%。计算需求增长（尤其是云）以及政策利好成为数据中心快速发展的主要驱动力。 数字经济时代的计算需求不断增长：在数字经济时代，企业的创新源头在于挖掘、捕捉持续变化的用户市场特征，而这一过程高度依赖于对市场及用户数据的自动获取、智能分析、深度融合、全方位画像，这极大程度促进了企业存储、计算需求的并发、持续快速增长。数据中心联袂云计算凭借巨大、泛在、网联、弹性的存储、计算能力，正在成为承载企业数据驱动创新的主流平台与通用性技术。数据中心与云计算联合深化了数字经济产业化的纵深发展，延伸了数据与计算的价值，融合新兴信息技术，激发创新潜力；也联合塑造了产业数字化的全向辐射生态，赋能千行百业。根据IDC数据，受数据创新所需算力驱动，91%的企业用户已经开始使用云计算。 政策利好加速数据中心发展：基于企业对于数据中心服务与能力需求的快速增长，中国政府也制定了诸多政策鼓励、规划、规范数据中心的建设、运营与可持续发展。工信部联合发改委等五部委于2013年发布了《关于数据中心建设布局的指导意见》，对我国数据中心建设进行了区域性布局，给出大型数据中心的选址建议。2015年3月，工信部、国管局、国家能源局联合发布了《国家绿色数据中心试点工作方案》，制定了绿色数据中心建设相关国家标准，并发布建设指南。2017年5月，国家标准《数据中心设计规范》发布，为数据中心建设在技术、环保、安全可靠等多方面提供标准与依据。2021年国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合发布了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，布局、推进东数西算工程。在国家政策的引领下，诸多省份和直辖市也先后发布相关政策，为数据中心的建设与发展保驾护航。在各级政策的支持下，数据中心的建设已经成为数字经济时代的核心基础设施，成为关联企业创新、协作、共享、发展的核心枢纽。 1.2数据中心发展态势：全场景、高性能、高弹性、可持续服务 企业将持续推进数字业务的可持续发展，基于敏捷、弹性、安全、高效的技术支持，获得竞争优势。因此，IDC认为，新一代数据中心应该是能全场景满足企业数字化发展，全方位提供数字化能力支持的基础设施。 图2新一代数据中心为企业数字化发展提供全方位支持 企业对“高质量”数据中心的需求：全场景满足企业数字化发展,全方位提供数字化能力支持的基础设施。 在企业数据的全生命周期管理过程中 数据中心能够提供敏捷访问、弹性增 容、安全稳定、高效实施的高性能数 据处理支撑能力，将企业从繁重的数 据管理技术负担与人力及时间成本中 解放出来，为企业创新提供优势。构 建云边协同访问体系，实现泛在、快 速、无缝的服务能力。 数据中心能够提供可定制化的存储 在企业业务发展过程中 与计算服务，不受限于行业差异， 支持全场景应用。 为新技术、低排放等领域形成可持 在数据中心的运营与发展过程中 续服务能力与生态。 来源：IDC，2023 具体而言，新一代数据中心应具备如下特征： 支持多模态工作负载：未来，数据中心需要承担多模态存储与计算工作。从任务性质特点上来看，具有挑战性质的主要包括计算密集、I/O密集等类型任务。其中，计算密集型任务需要高密度的计算能力，对于存储I/O吞吐要求不高，典型的业务包括加解密、正则表达式搜索、大规模矩阵计算、大型人工智能网络计算等等；诸如文件处理、网络数据采集、大规模文件复制迁移等I/O密集型任务对于存储读写频度有非常高的要求。从存储数据特性上，主要包括对于冷数据、热数据的存储与访问任务。然而在实际中，大部分类型业务体现出综合特性，兼顾冷数据与热数据处理，兼负计算密集与I/O密集型任务，任务重心根据业务状态而波动。从应用层面而言，企业多基于关系型数据库来存储、管理业务数据，并在此基础上进行数据挖掘与分析。因此，数据中心需要对联机事务处理（OLTP）、联机分析处理（OLAP）、人工智能网络训练与执行等代表性任务，具有针对性的优化增强能力。从更宏观的层面看，云计算是整合、管理分布式的存力、算力、运力的高效框架，打造“云-网-算-存”体系化能力将是数据中心的发展主流趋势。 IDC数据显示，2022年，中国边缘计算服务器整体市场规模达到40.5亿美元，较2021年增长19.1%，预计2021-2026年中国边缘计算服务器整体市场规模年复合增长率将达到22.1%。 适应企业、生态可持续发展诉求：数据中心是服务于企业的信息化底座，需要适应企业及环境生态的可持续发展。随着5G/6G、AI、区块链、数字孪生、元宇宙等新兴信息技术的持续颠覆性突破，数据中心须快速捕捉变革，数据中心需要针对国家建设绿色生态环境相关要求，不断研发、集成新型节能存储与运算技术，融合可再生新型能源，贯彻低碳、绿色方针，助力碳中和及碳达峰中长期国家战略的实现。这些要求均将倒逼数据中心加速升级，从单一面向存储计算性能提升的技术发展模式向综合兼顾能源效率、资源效率、成本效率的技术升级模式转变。 实现对海量设备和环境的集约化高效管理：IDC看到，全球企业自建数据中心占比在预测期内呈下降趋势，大型云服务提供商将成为数据中心建设的主力，即服务模式（aaS）将成为行业主导。中国也呈现出相同的趋势，数据中心将呈现出更为集中化的建设态势。这意味着，数据中心需要拥有海量设备，以满足海量数据大规模并发处理需求。海量设备的高效运行需要依靠信息化、数字化技术手段，建设出一套完善的智能化管理体系，提高设备运行效率，保障设备安全，将成为必然趋势。 不断优化边缘策略：在5G时代，云计算市场扩张、超低时延应用场景增多、边缘计算需求增长对新一代数据中心提出了边缘策略优化需求。受诸如汽车、医疗和制造等行业对低延迟性能的需求驱动，边缘计算正在成为一个重要的议题，边缘服务器市场将由点到面迎来快速增长。为了满足用户的超低时延应用需求，可将计算和存储资源置于网络边缘，降低从数据中心到边缘设备的时间延迟。对于数据需求量非常大、数据可靠性要求比较高的边缘设备而言，将数据集中存储在数据中心，并采用边缘计算方式在终端处理是最佳组合选择，这对数据中心存储设备的存取时延提出了更高要求。 保障企业业务连续性和安全：对于企业来说，数据中心的稳定安全运行是保障用户