作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域近年來的一大創(chuàng)新，在2019年，英特爾傲騰在更多場(chǎng)景下普及和落地了，2019年12月，在中國(guó)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)峰會(huì)上，英特爾中國(guó)區(qū)非易失性存儲(chǔ)事業(yè)部總經(jīng)理劉鋼為2019年的非易失性存儲(chǔ)在中國(guó)的發(fā)展做了一個(gè)總結(jié)，并宣布2020年將發(fā)布新一代的傲騰。

在筆者看來，2019年英特爾基于傲騰的創(chuàng)新存儲(chǔ)方案已經(jīng)有了越來越多的應(yīng)用案例，創(chuàng)新方案在一些有較高創(chuàng)新熱情的企業(yè)中率先落地，創(chuàng)新所帶來的價(jià)值在行業(yè)非常具有代表性，2019年中國(guó)存儲(chǔ)峰會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，英特爾展臺(tái)前人頭攢動(dòng)，許多人對(duì)于傲騰存儲(chǔ)都表現(xiàn)出了興趣。2020年隨著更具競(jìng)爭(zhēng)力的新一代方案推出后后，勢(shì)必將進(jìn)入加速發(fā)展的階段。

存儲(chǔ)堆棧的性能和容量鴻溝

英特爾反復(fù)提及的金字塔是從DRAM到3D Xpoint（傲騰使用的介質(zhì)），再?gòu)腘AND到磁盤（磁帶）組成的。從上到下容量越來越高，單位成本越來越低，但性能越來越低。

首先從容量來看。在數(shù)據(jù)量飛速增長(zhǎng)的時(shí)代，NAND容量也在飛速增長(zhǎng)，NAND SSD的應(yīng)用場(chǎng)景開始擠壓磁盤的發(fā)展空間。遺憾的是，DRAM容量的增長(zhǎng)步伐遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，這使得DRAM到NAND之間的容量鴻溝越來越大。

從SLC到QLC，延遲不斷提升 從SLC到QLC，吞吐帶寬不斷下降

除了容量以外，更嚴(yán)重的是性能問題。從MLC到TLC再到QLC，NAND容量增長(zhǎng)的過程中時(shí)延不斷加劇，而且，在現(xiàn)有的帶寬限制下，單位空間占用的帶寬會(huì)減少整體的性能會(huì)越來越低。

劉鋼還總結(jié)了數(shù)據(jù)緩存上下層分層的一個(gè)現(xiàn)象，在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)存儲(chǔ)層90%的時(shí)間都只訪問10%的數(shù)據(jù)，作為最佳實(shí)踐，需要將10%的數(shù)據(jù)放在性能更高的介質(zhì)上，這就是存儲(chǔ)分層之間的大致關(guān)系。

如今應(yīng)用系統(tǒng)中需要靠近CPU的數(shù)據(jù)也越來越多，DRAM的容量增長(zhǎng)速度太慢，使得現(xiàn)有的存儲(chǔ)架構(gòu)分層系統(tǒng)出現(xiàn)鴻溝，系統(tǒng)整體性能的提升受到了存儲(chǔ)架構(gòu)的限制，存儲(chǔ)是瓶頸。

英特爾如何突破存儲(chǔ)瓶頸

當(dāng)DRAM和NAND的層級(jí)關(guān)系不符合分級(jí)存儲(chǔ)規(guī)則時(shí)，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了許多方案來進(jìn)行應(yīng)對(duì)，有的在用SLC模擬成內(nèi)存，英特爾傲騰則用創(chuàng)新介質(zhì)打造了近似內(nèi)存性能的方案，在DRAM和NAND之間加入一個(gè)層級(jí)。

伴隨數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，存儲(chǔ)首要任務(wù)就是提升容量。在容量的演進(jìn)道路上，由于DRAM是平面結(jié)構(gòu)，增長(zhǎng)方式受限，容量龜速增長(zhǎng)，而3D Xpoint（傲騰的介質(zhì)）其實(shí)跟3D NAND更像，都可以通過堆疊技術(shù)提升容量和密度。

3D NAND的堆疊技術(shù)方案有兩大派系，一種是浮柵技術(shù)（Floating gate），另外一種是電荷截取技術(shù)（Charge Trap）。浮柵技術(shù)的上下單元之間是分離的，而電荷截取技術(shù)上下層之間是連通的，當(dāng)兩者都是幾十層的水平時(shí)，差異不大，當(dāng)變?yōu)閹装賹又?，電荷截取技術(shù)的上下電荷之間會(huì)發(fā)生串?dāng)_，隨著時(shí)間的推移，電子流失會(huì)造成數(shù)據(jù)不可靠。

浮柵技術(shù)方案在數(shù)據(jù)可靠性方面的優(yōu)勢(shì)??

浮柵技術(shù)雖然工藝更復(fù)雜一些，但是在數(shù)據(jù)保留方面更可靠一點(diǎn)。在NAND層數(shù)越來越高的時(shí)候，浮柵技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，英特爾采取的是浮柵技術(shù)方案，也就是說可以把3D NAND做到更高層，實(shí)現(xiàn)更高的存儲(chǔ)密度。

現(xiàn)如今的第一代3D XPoint（傲騰的介質(zhì)）架構(gòu)，中間有兩個(gè)Deck。劉鋼介紹說，明年第二代3D Xpoint中將采用堆疊技術(shù)放置4個(gè)Deck。這是3D Xpoint的容量增長(zhǎng)策略，傲騰可以像3D NAND一樣持續(xù)不斷演進(jìn)，第三代3D Xpoint著重在性能上進(jìn)一步優(yōu)化。

英特爾基于傲騰的創(chuàng)新是有長(zhǎng)遠(yuǎn)且清晰的Roadmap的，這種Roadmap可以給用戶充足的信任感，相信英特爾會(huì)持續(xù)投入，相信傲騰有未來，這對(duì)于企業(yè)級(jí)用戶來說非常重要，創(chuàng)新絕非一時(shí)興起，是要持久投入長(zhǎng)遠(yuǎn)布局的。

多種多樣的傲騰落地方案

在實(shí)踐中，英特爾傲騰分為兩種應(yīng)用類型，一種是當(dāng)做內(nèi)存用，性能略遜于DRAM，但價(jià)格比DRAM便宜，可部分替代內(nèi)存。一種是用作SSD，但延遲比NAND SSD低，而且耐久性比NAND SSD要高很多。

傲騰技術(shù)首先在互聯(lián)網(wǎng)公司落地：

比如百度把英特爾傲騰固態(tài)盤+英特爾QLC SSD的方案用在了智能云平臺(tái)上，打造了高性能的全閃解決方案，IOPS更高而且更穩(wěn)定，為AI、高性能計(jì)算提供統(tǒng)一接口的對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)，令人驚嘆的是，TCO還降低了60%。

比如阿里把PolarDB的Journal放在傲騰SSD上，大幅提升了PloarDB的數(shù)據(jù)庫(kù)性能表現(xiàn)。

比如快手用了傲騰持久內(nèi)存來支撐Redis方案，將內(nèi)存擴(kuò)展到TB級(jí)，整體方案性能不減（與純DRAM方案相比），但成本有大幅下降。

隨著應(yīng)用的深入，一些應(yīng)用挖掘到了傲騰持久內(nèi)存的非易失性，使得一些大型應(yīng)用的故障恢復(fù)時(shí)間從原來幾個(gè)小時(shí)變成幾分鐘。在快手，在中國(guó)電信的系統(tǒng)應(yīng)用中得到了體現(xiàn)。

中國(guó)電信四川ABM系統(tǒng)中使用傲騰固態(tài)盤來保證REDO數(shù)據(jù)的高并發(fā)、大數(shù)據(jù)量、響應(yīng)速度高要求的特性。

在海鑫科技掌紋識(shí)別系統(tǒng)中，傲騰持久內(nèi)存部分替代了內(nèi)存存儲(chǔ)池存儲(chǔ)比對(duì)樣本，用更有成本優(yōu)勢(shì)的傲騰持久內(nèi)存方案打造了不遜于原有DRAM方案的內(nèi)存池。

傲騰的應(yīng)用案例還有很多，用戶對(duì)傲騰的應(yīng)用其實(shí)可以分兩類，一種是單純的替換硬件，一種是在替換硬件的同時(shí)也對(duì)應(yīng)用做針對(duì)性的優(yōu)化和修改，為了幫助用戶用上傲騰，英特爾還推出了一些免費(fèi)軟件，比如在加速青云NeonSAN時(shí)，在傲騰固態(tài)盤的基礎(chǔ)上使用了一個(gè)叫iCAS的緩存加速軟件，自動(dòng)識(shí)別冷熱數(shù)據(jù)后進(jìn)行分層。

從媒體的視角來看，非常多的行業(yè)已經(jīng)成功部署了傲騰創(chuàng)新存儲(chǔ)方案。劉鋼也表示，目前英特爾正在全球范圍內(nèi)與合作伙伴密切合作打造生態(tài)。

在中國(guó)市場(chǎng)上，我們看到英特爾與浪潮聯(lián)合開發(fā)內(nèi)置了傲騰的軟硬一體化Ceph分布式存儲(chǔ)解決方案，不僅大大降低用戶使用傲騰的門檻，性能與容量與沒有傲騰的方案相比均有明顯提升。英特爾雙端口NVMe SSD——DC 4800X有雙控高可用設(shè)計(jì)，被視為打造高可用存儲(chǔ)方案的有力武器，全球范圍內(nèi)包括戴爾易安信的PowerMax，在中國(guó)，浪潮在中端存儲(chǔ)AS5000G5中也都在使用。

當(dāng)然，英特爾的存儲(chǔ)創(chuàng)新方案不只傲騰，在NAND方面也在引領(lǐng)行業(yè)，最近還發(fā)布了96層的QLC 3D NAND產(chǎn)品——665p，這顯示了英特爾在工藝研發(fā)制造上的優(yōu)勢(shì)，在企業(yè)級(jí)應(yīng)用上，金山云的CDN服務(wù)器中使用了英特爾QLC方案，配合最新的至強(qiáng)處理器，使得單臺(tái)設(shè)備的服務(wù)能力提高了四倍，TCO也有顯著降低，QLC的使用開創(chuàng)了CDN行業(yè)的先例。

結(jié)語

既有傲騰也有3D NAND，英特爾的存儲(chǔ)戰(zhàn)略還是非常全面的，從遍地開花的應(yīng)用案例中可見，2019年的英特爾在突破存儲(chǔ)的瓶頸上成果顯著。