近幾年來,無論是企業、院校遭遇的不公對待,還是國際局勢風云突變,都讓人愈發清晰認識到科技自立的重要性。尤其是基礎信息技術的自主可控,在整個數字經濟大廈中起到地基的作用。一旦遭遇風險,后果難以估量。
信息產業的三大基礎技術是存、算、網。
在網絡方面,中國曾經經歷過交換機七國八制的時代,最終力挽狂瀾完成了產業自主化。如今無論是光纖還是5G網絡,都已經成為中國驕傲。而計算技術的核心芯片,是近兩年最受關注的科技領域,其重要意義與發展必要性可以說是婦孺皆知。
有沒有發現,在三大領域里我們最不了解的就是存儲?我們每天都在PC、手機、云端應用著存儲,但對于中國存儲的發展現狀與挑戰,絕大多數人一無所知。
剛剛,在2022全國兩會期間,全國人大代表、華中科技大學計算機科學與技術學院院長馮丹提出了《關于加快自主創新的先進存儲產業升級,為數字中國提供安全倉庫的建議》。透過這份建議,我們可以了解到中國存儲產業的發展境遇,以及高懸在中國若干ZB數據之上的達摩克利斯之劍。
如果存儲出現斷供等外在風險,中國應該如何應對?
如果不想等到問題爆發再思考亡羊補牢,今天可以去做些什么?
透過《建議》中展示的數據與所闡釋觀點,我們可以還原出一場中國存儲的千鈞一發之戰——此時我們正經受風險,此時我們正迎來機遇。
千鈞:存儲不能成為中國科技的達摩克利斯之劍
數據眾多,數據價值豐厚,一直都是中國科技引以為傲的事情。但如果考慮到數據經濟完全建立在不穩固的基礎設施供應鏈上,那可能就需要三思而后行了。
根據Gartner等數據機構發布的數據,中國存儲產業規模在2020年上游芯片與介質超過1400億元,中游存儲整機和下游服務超過3400億元。到2025年,中國存儲產業直接投資總額將超過萬億級規模。
而與巨大存儲產業相匹配的,是中國數據量空前巨大。根據IDC發布的報告,中國整體數據量到2025年將達到48.6 ZB,占全球數據圈規模的27.8%。
然而超過萬億的存儲產業,全球最大規模的數據存量,其絕大部分基礎卻建立在兩三家美國、日本提供的產品上。目前,中國市場所用的存儲以機械硬盤為主,而西部數據、希捷、東芝是全球唯三能夠提供機械硬盤的公司。其中兩家美國公司西部數據和希捷,占到了全球機械硬盤銷售份額的80%以上。而在這樣的局面背后,是整個機械硬盤的產業鏈高度集中。在數字經濟持續發展的前提下,必須考慮存儲的多元化供給與可持續供應。
對存儲有了解的朋友會知道,機械硬盤之外應用最廣泛、市場接受度最高的存儲介質是閃存介質。基于閃存介質的固態硬盤是公認的新一代存儲介質,在很多方面都領先于機械硬盤;在數據中心,全閃存存儲系統正在逐步替代機械硬盤存儲系統。那么這個領域中國存儲就能高枕無憂了嗎?
很可惜并非如此。雖然中國產業鏈已經掌握了全閃存存儲系統的關鍵技術,可以確保這一領域實現自主可控的產業供給,但由于閃存硬盤價格較機械硬盤更高,導致全閃存在中國的普及率非常低。根據Gartner/IDC的數據統計,美國全閃存占比已經達到了56.4%,全球平均水平是41.3%,但中國僅僅有20.3%。尤其是關乎國計民生的重要行業,比如政府、通信、金融等等,全閃存占比不到15%。而在全閃存占比較低的前提下,是國內大量全閃存產品也依賴進口。比如2020年數據顯示,全國重點行業全閃存產品中有70%到90%依賴進口。
也就是說一旦發生極端情況,非但機械硬盤缺乏可靠性,全閃存也會發生重大風險,目前的全閃存設備將難以擴容和維護。而國產全閃存體量是不足以支撐如此巨大數據量進行遷移的,中國的數據安全依舊問題嚴重。
機械硬盤徹底被美國公司掌握,全閃存普及率低,全閃存高度依賴進口,成為了懸在中國數字經濟之上的達摩克利斯之劍。真有系千鈞于一發的感覺。
馮丹院長提出“加快自主創新的先進存儲產業升級”就是看到了這樣的產業安全背景。那么這種情況是否可能被改變和扭轉呢?
好在是有的。
此刻:推動先進存儲,天時地利人和的一戰
就像所有科技產業推動自主化一樣,存儲產業的自主可控需要思考這樣幾個問題:是否有產品供給能夠滿足自主要求?替換產品是否擁有與進口產品一樣的技術體驗?替換對于企業和政府來說會不會導致成本激增?
想回答這些問題,必須看到此刻中國存儲迭代與走向自主可控的“天時地利人和”三要素。
天時:先進存儲迭代是大勢所趨。
科技產業的核心邏輯是舊路不擋先路。如果企業沒有替換動機,強行推動產品替換勢必難以持久。然而就在全球供應鏈開始緊繃,科技斷供風險開始擴大的時候,中國存儲產業迎來了一個難得的迭代機遇:先進存儲到來了。
馮丹院長認為,所謂先進存儲包含兩方面的含義,一是能夠滿足產業更新換代的存儲產品,二是具有先進技術優勢的存儲產品。
而目前從中國存儲產業的局面來看,從這兩方面都可以滿足先進存儲的定義。從產業需求上看,大數據、互聯網、AI技術的繁榮導致數據爆炸,對存儲的要求也越來越嚴格。不僅是存儲體量的拓展,還有對存儲性能、效率、容災備份能力的要求。這導致存儲市場需求在高速迭代。
另一方面,目前閃存硬盤較比機械硬盤的技術優勢正在全面釋放,尤其對于數據中心、行業存儲等大型場景來說,全閃存存儲系統更替已經具備了絕對的必要性。與此同時,存算一體、分布式存儲等新的存儲技術涌現出來,導致存儲產業迎來了爆發期。
不僅存儲介質發生了重大迭代變化,存儲系統的迭代效應也在持續發展。中國企業已經可以滿足用戶高性能、低時延、高彈性等系統需求,提供安全可靠、簡單高效的存儲系統。
二者結合,新一代存儲出現已經是大勢所趨。這個全球科技產業的迭代周期,是中國提高存儲安全性的絕佳機遇。
地利:中國存儲產業供需適配基本完成。
有了產業周期中的供需機遇,我們還需要知道自主產業是否能夠抓住這個機遇。目前來看,中國存儲產業在全閃存領域已經掌握了核心技術,并且可以持續推出有全球化競爭力的產品。華為、浪潮、新華三等企業形成了頭部引領效應,與海外品牌相比保持了足夠的競爭力。在高性能存儲、數據湖、混合存儲等領域,中國存儲產業已經有了完善的產品布局和產業迭代能力。
中國存儲產業面向中國存儲需求,已經基本完成了供需適配,產業鏈整合。所需要的是推動和推廣。無需等待,就可以快速以低成本的先進存儲方案迭代大多數存儲場景,這就是中國存儲產業在今天的“地利”。
人和:產政學研方向與社會意愿相統一。
任何科技領域實現自立,都離不開最模糊卻也最真實的推動要素:人心向背。
對于中國存儲來說,更換和迭代確實并非朝夕之功。但今天已經看到了這個方向屬于整個中國社會的統一意愿,具有某種程度上的不可逆性。
從產學研合作上看,頭部存儲品牌的發展、產業鏈的完善,以及各大院校的重視,推動這一領域的產學研合作不斷充分。各個領域的聯合實驗室陸續落成,新的技術難關不斷在產學合作下攻克。
而從政府與政策導向上看,先進存儲替代符合科技自立的國家戰略,對國家數據安全與科技自主具有不可替代的作用。同時,全閃存在能耗與環保等方面價值明顯,符合國家的“雙碳”發展目標。
產政學研發展意愿統一的同時,可以看到整體中國社會對科技自立,突破“卡脖子”的熱切愿望與殷切期待。這樣的意愿可以推動廣大企業、頭部行業展開行動,加速完成存儲的自主化替換與全閃存升級。
人和難以量化,但人和往往有最大的力量。
在這樣的產業局勢與環境因素下,有理由相信接下來存儲將打破沉默,更加明晰地走到臺前。從先進存儲提議登陸兩會就可以看出,存儲產業的聚焦力度增長加大。而面向未來,中國完成先進存儲迭代至少有三大“加速度”可用。
嵌合:中國存儲的三大加速度
整體而言,存儲迭代的核心是設備硅進磁退,完成大規模的全閃存替換。而推動這一行動快速準確進行實踐,需要政策、市場、產學研融合等一系列力量的推動。那么這些力量從何而來?
究其根本,來自自主存儲產業能夠與整個中國數字經濟發展的目標相結合,不僅是因風險而替換,更是因需求而發展。自主存儲的替換不是揠苗助長,而是與整體經濟發展多元化嵌合在一起,能夠獲得各方面的動力支撐。
加快先進存儲研發、生產與應用節奏,目前可以看到三大主要的加速度來源。而這些方向恰恰也是今天中國科技發展的主流所指,是社會經濟的向心力所在。
加速度一:東數西算,要求存算適配。
東數西算是2022年中國科技第一個爆火的名詞,這個概念的產業核心在于新型數據中心的發展與建設。而數據中心升級中,存儲升級的價值與計算升級相當,占據了新型數據中心半壁江山。東數西算進程中,無論是數據中心改造升級,還是新數據中心建設,都應該統籌考慮存算體系,避免資源浪費。并且應該側重對數據中心綠色環保與安全容災的考慮。在這兩方面,先進存儲都具有明顯的技術優勢。根據相關數據,當數據中心閃存利用率達到50%以上,數據中心能耗可以極大降低。如果將中國數據中心全面替換為閃存介質,那么一年可以節省下來四個葛洲壩的發電量。
存算適配,數據中心節能環保發展,是未來中國發展集約型計算的核心思路之一,也是先進存儲加速發展的最重要平臺。
加速度二:科技自立,推動本土市場發展。
科技自立的發展目標與長期戰略規劃,必然要求本土市場建立持續的多元化供應與可靠產業鏈,這將加大自主可控產品超前部署的效率,為更廣泛商業市場進行探索與表率。國內先進存儲發展到今天,已經基本掌握了存儲市場所需要的核心技術,并且進行了市場有效驗證。接下來在科技自立的大趨勢下,存儲市場的商業活力正在增強,進而推動整個社會的數據基礎設施加快存儲替換迭代。
加速度三:數字中國,推動存儲賦能千行百業。
十四五規劃中明確提出了數字中國的建設目標與建設任務,其中利用新一代數字技術賦能行業,激活實體經濟活力是重中之重。在這個過程中,不僅5G、AI能夠起到推動作用,先進存儲同樣可以提升產業效率,推動行業生產力發展。尤其在政府、金融、能源、科研等領域,先進存儲不僅具有明顯的安全優勢,還在效率、容災、大數據適配等環節提供關鍵支撐。像自動駕駛這樣的產業空間,一輛測試車輛每天就會產生海量數據。這些數據的有效學習與利用都離不開數據湖產品的支撐。
接下來伴隨著數字中國建設的不斷發展,重點行業與重點單位可能會制定全方位的先進存儲需求,推動設備應換盡換。隨后,先進存儲的價值還可以透過數字化場景滲透到更廣泛的產業市場中,普遍推動千行百業的數字化建設。
自主可控,能夠長期持續發展的先進存儲產業體系,不僅有助于解決眼前的燃眉之急,更對把握新一輪科技革命的歷史機遇有著重大意義。
這是中國存儲的緊要關頭,也是中國存儲的最大機遇。
我們沒有理由繼續沉默,是因為胸腔里淌著驚雷。
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