（電子發燒友網報道 文/章鷹）“我們把計算中心分為三大塊，計算、傳輸和存儲。但是當前數據中心存算分離不徹底，導致計算和存儲分別還有大量的冗余空間。比如計算器、存儲服務器都有配置相應的硬盤，通過計算服務器的硬盤做緩存，將存儲域的數據拉到計算這塊進行處理，導致我們配備最大容量的配置，導致存儲資源的浪費；另外一方面，采用通用的算力進行處理，使得IO的處理在計算域這一側采用CPU來做網絡和讀寫的操作，需要消耗30%的算力，而在存儲域采用通用CPU做控制器，使得性能降低20%。”華中科技大學計算機科學與技術學院院長馮丹表示點出當前數據中心存儲領域的痛點問題。

4月20日，在中國深圳舉辦的華為分析師大會分論壇上，長江學者特聘教授、華中科技大學計算機科學與技術學院院長馮丹對數據中心Diskless架構及近數據處理發展趨勢做出了權威解讀。

馮丹指出，傳統存算融合架構下，企業通常采用應用與本地盤耦合的服務器一體化架構，存在存力效率低、無效數據遷移、資源浪費等典型問題。表現為：一、數據從盤到計算域CPU,需要8次以上數據搬遷，無效搬遷帶來了網絡和算力資源的浪費；二、在存算融合的上千節點大規模集群中，算力、容量空間配比無法均衡，擴容時需要額外遷移數據，不僅帶來現有業務風險，還會浪費投資；三、數據爆發增長，面向結構化數據的數據縮減策略不完全適用于非結構化場景。

國際調研機構IDC的數據顯示，2025年數據量將達到175ZB，積累的數據量90%主要來自于近兩年，大部分數據來自金融、基因、分子、動力、IoT等等，從結構化到非結構化大量數據的產生，使得對容量、成本的壓力越來越大。但是傳統的面向結構化數據的數據壓縮方法，可以使壓縮比達到3:1，但是對于非結構化數據，壓縮比小于2，甚至是無效的。如何在存儲域實現對于用戶來說，透明的、高效、自適應的數據縮減算法也成為一個難題。

隨著算力多樣化、高性能網絡和存儲介質的發展，數據中心架構從以CPU中心朝著以數據為中心的Diskless架構演進。Diskless架構下，單一CPU算力發展到GPU、DPU、XPU等多樣算力，算力效率得以充分發揮；網絡從IP、NOF發展到高通量的CXL，為算力和存力等硬件解耦奠定了基礎；存力也從傳統HDD到SSD，性能、功耗實現全面提升。在Intel、華為、KIOXIA、阿里云等業界芯片、存儲、云和互聯網廠商的積極推進下，Diskless架構借助專用DPU/IPU等數據處理芯片和OceanDisk等專用存儲模塊，進一步提升數據處理和存儲的效能，充分調動數據中心資源。

馮丹教授表示，資源池化共享的Diskless架構應具備以下關鍵技術：

1、網存協同，DPU硬件卸載加速，數據高效協同處理。通過DPU等專有數據處理模塊，使服務器CPU全為應用服務，基礎設施與應用任務解耦，將VirtIO、NVMe-oF等CPU計算效率低任務轉移到DPU的專用加速器執行，實現資源彈性擴展。

2、數控分離+IO直通，實現控制流與IO流分離，IO直通到存儲介質，進一步提升存儲效率。通過數控分離，可達到極致IO訪問時延，通過存儲域IO讀寫數據流與IO控制處理的分離，使得讀寫IO直通到存儲介質中，減少IO處理路徑，降低處理復雜度，極大提升存儲域訪問性能。計算域則可以借助DPUbypassCPU，減少數據拷貝開銷，提升IO訪問性能。

3、盤控協同，盤芯片與控制器芯片配合，提升集成度，達到最佳成本和能耗。盤控協同技術的關鍵是要實現高性能、低成本的大盤，通過硬件對盤控系統內的算法進行加速，比如利用FPGA實現FTL/DIF/在線壓縮/加密/EC/GC等硬化，提升性能；盤內和框內的各類驅動和緩存層合一，實現盤框一體，構建極致成本和能耗的大盤存儲。

4、算子卸載，EC、數據縮減等算法通過硬件卸載到存儲端，實現近數據處理。通過計算語義的卸載，存儲直出語義接口，主機側軟件棧打薄，減少80%的IO交互次數，實現對整系統

的CPU和網絡帶寬節省。同時，在大數據/數據倉庫場景，可以利用引擎的下推接口，下推謂詞和投影等運算操作到存儲資源池，減少無效數據的搬移。

華為去年發布的OceanDisk智能盤框產品，是一個標準的大存力新型盤框產品。OceanDisk通過NoF+高速網絡連接Diskless服務器，實現計算和存儲獨立彈性擴展，幫助客戶提高資源利用率，機柜空間和設備功耗分別降低40%；內置FlashLink?智能盤框協同算法等軟硬結合技術，帶來最大250萬IOPS，50GB/s帶寬的高性能；依托華為多年存儲研發實力，OceanDisk智能盤框提供硬盤亞健康管理、智能慢盤優化等技術，保持大規模數據中心10萬級硬盤的性能穩定，大幅降低運維難度。OceanDisk作為業界首個面向Diskless架構的新型盤框，將以高性能、高可靠、綠色集約重新定義下一代云和互聯網數據中心存儲架構。

馮丹教授表示：“從技術趨勢來看，高性能異構算力、高速網絡、大存力新型盤框、算子卸載等技術的發展，帶來了數據中心架構的變革，加速了以CPU為中心的耦合架構走向徹底存算分離、資源池化共享的以數據為中心的Diskless架構，這種架構進一步簡化了數據中心基礎設施構建，能夠實現存力和算力資源的集約高效發展，已經成為大規模數據中心發展的重要技術趨勢。”

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