算力大會 | 數(shù)據(jù)存儲 | 中國算力白皮書

東數(shù)西算 | 數(shù)據(jù)傳輸 | 中國存力白皮書

縱觀全球，隨著云計算，大數(shù)據(jù)，人工智能，高性能計算等新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)和前沿技術(shù)的加速應(yīng)用，數(shù)據(jù)總量大幅增長，數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)繁榮，起到重要支撐作用的存儲需求也在不斷擴大。新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在全方位的改變著社會生產(chǎn)生活，積累數(shù)據(jù)資源、保障數(shù)據(jù)安全、做大做強數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為全球主要國家共同的戰(zhàn)略選擇。

在日前舉辦的2022中國算力大會上，“1﹢3﹢5”系列算力研究成果正式發(fā)布，《中國存力白皮書》（以下簡稱《白皮書》）作為成果之一，闡明了存力的背景與定義，梳理了全球存儲產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，并從區(qū)域、省際和數(shù)據(jù)中心層面分析了我國存力發(fā)展情況。

在2022中國算力大會“加快數(shù)據(jù)存力高質(zhì)量發(fā)展，助力構(gòu)建數(shù)字經(jīng)濟新格局”分論壇上，中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所副總工程師郭亮對《白皮書》進行了詳細解讀。

黨的******首次將數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素參與分配。數(shù)據(jù)的作用受到國家高度重視，作為數(shù)據(jù)載體的存儲也越來越重要。不同應(yīng)用場景需求對數(shù)據(jù)存儲容量、數(shù)據(jù)傳輸速度、存儲性能等各方面要求不斷提升，產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)推動存儲技術(shù)演進，需求更新與技術(shù)迭代共同加速存儲市場進一步釋放增長空間。

中國存力白皮書綜合考慮存儲的容量、性能表現(xiàn)、安全可靠、綠色低碳等特性，分析全球存儲行業(yè)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，研察數(shù)據(jù)中心存儲技術(shù)發(fā)展趨熱，分析中國各省份存力發(fā)展規(guī)模和質(zhì)量。總體來看，我國數(shù)據(jù)存力發(fā)展總體水平與發(fā)達國家相比還有一定差距，存儲容量，先進存儲設(shè)備應(yīng)用，存算均衡等方面都需要進一步加強。我國區(qū)域存力情況與數(shù)據(jù)中心和算力的發(fā)展高度相關(guān)，東部各省份數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平較高，中西部各省份雖冷數(shù)據(jù)存儲業(yè)務(wù)占比較高，但其整體存儲規(guī)模和存儲質(zhì)量都低于東部。最后，在我國數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢進行展望的同時，也從技術(shù)、標準和產(chǎn)業(yè)方面對我國數(shù)據(jù)存力高質(zhì)量發(fā)展提出建議。

背景及意義

一、數(shù)據(jù)存力的定義與內(nèi)涵

在國家數(shù)字經(jīng)濟大戰(zhàn)略下，數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)要素，已成為重要的資產(chǎn)。海量數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)流動加速，存儲作為承載數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)施，其重要性更加凸顯。數(shù)據(jù)存儲是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，包括復(fù)雜的硬件、復(fù)雜的軟件和介質(zhì)。各行各業(yè)在數(shù)字化進程中涉及到的應(yīng)用創(chuàng)新對數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸、交易和服務(wù)等環(huán)節(jié)提出了更高的要求，不僅強調(diào)存儲容量足夠大，也對存儲的功能、可靠性、安全性、綠色性等提出了要求。

數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)

數(shù)據(jù)存力成為數(shù)字經(jīng)濟背景下，全社會全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)存力的概念和內(nèi)涵也更加豐富，是以存儲容量為核心，包含性能表現(xiàn)、安全可靠、綠色低碳在內(nèi)的綜合能力。

存儲容量是應(yīng)對數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長的基礎(chǔ)。進入大數(shù)據(jù)時代，移動智能設(shè)備、云端、物聯(lián)網(wǎng)終端等產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)需要存儲、分析、計算，數(shù)據(jù)存儲的整體需求快速增長，中國信通院發(fā)布的《數(shù)字中國發(fā)展報告(2021年)》指出，2017年到2021年，我國數(shù)據(jù)產(chǎn)量從2.3ZB增長至6.6ZB。數(shù)據(jù)“存不下”的問題日益嚴重，不斷增長的數(shù)據(jù)總量使存儲容量成為數(shù)據(jù)存力的核心訴求。為此，業(yè)界積極探索存儲容量提升方案，一方面，通過存儲硬件結(jié)構(gòu)性改造和高科技散熱技術(shù)增加硬盤密度，從而增加單位空間的數(shù)據(jù)存儲容量，另一方面，軟件糾刪碼等技術(shù)的應(yīng)用也可降低冗余度、提高磁盤利用率。

數(shù)據(jù)存儲性能是數(shù)據(jù)有效處理的關(guān)鍵。在涉及國計民生的重要領(lǐng)域，如政務(wù)、金融、交通、電信、醫(yī)療等行業(yè)，對存儲讀寫速度快、非易失性、無機械裝置、抗震性好、適溫寬、功耗低、傳噪少等提出了較高要求。數(shù)據(jù)存儲性能是充分釋放數(shù)據(jù)要素價值的基礎(chǔ)，是數(shù)據(jù)有序流轉(zhuǎn)、運營流通和場景應(yīng)用的有力支撐。在新興信息技術(shù)領(lǐng)域如人工智能，數(shù)據(jù)存儲性能如讀寫速度，決定了人工智能算法能否快速獲取足量訓(xùn)練數(shù)據(jù)，從而不斷優(yōu)化算法打造出敏捷模型。

數(shù)據(jù)安全可靠是發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，保證數(shù)字社會健康發(fā)展的保障。數(shù)據(jù)安全可靠性是指保障數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)，所有數(shù)據(jù)完整、一致和準確的程度，尤其是在自然災(zāi)害、電力等設(shè)施失效、設(shè)備自身失效。人為破壞、勒索病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊等影響下，仍可以實現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)系統(tǒng)的“三不兩永遠”--數(shù)據(jù)不泄露，數(shù)據(jù)不被篡改，數(shù)據(jù)不丟失，業(yè)務(wù)永遠在線，訪問永遠合規(guī)。目前，數(shù)據(jù)中心行業(yè)實現(xiàn)存儲安全可靠的方式主要包括容災(zāi)和備份:“容災(zāi)”，即保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)在災(zāi)難條件下的連續(xù)性、“韌性”；“備份”，即保障數(shù)據(jù)在災(zāi)難條件下的完整性。

綠色低碳是數(shù)據(jù)存儲未來需考慮的必要因素。為響應(yīng)國家雙碳戰(zhàn)略，落實工信部、發(fā)改委等政策文件提出的“新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE達到1.3以下，綠色低碳等級達到4A級以上”要求，數(shù)據(jù)中心存儲正在向綠色節(jié)能低碳方向發(fā)展。數(shù)據(jù)存力設(shè)備使用過程中的電力能耗和冷卻能耗是數(shù)據(jù)中心能耗的重要組成部分，單位存儲容量能耗也逐漸成為數(shù)據(jù)中心綜合能耗水平和可持續(xù)發(fā)展能力的評估要素之一。數(shù)據(jù)存儲的綠色低碳發(fā)展也逐漸被企業(yè)和政府重視起來，一方面，使用綠色節(jié)能的存儲設(shè)備能為企業(yè)降低總體擁有成本；另一方面，通過低能耗存儲設(shè)備的使用達到降低碳排放的目的，獲得環(huán)境和社會價值。

二、數(shù)據(jù)存力的重要作用

數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，推動數(shù)字經(jīng)濟高速發(fā)展

數(shù)據(jù)作為數(shù)字經(jīng)濟時代最核心、最具價值的生產(chǎn)要素正在加速滲透，成為全球經(jīng)濟增長的新動力、新引擎，深刻地改變了人類社會的生產(chǎn)和生活方式。5G聯(lián)接、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等ICT新技術(shù)，新模式，新應(yīng)用，無一不是以海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。隨著數(shù)據(jù)量指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)分析算法和技術(shù)迭代更新，數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，數(shù)據(jù)對社會變革的影響更加深遠。以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，推動數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合，能夠為數(shù)字經(jīng)濟提供持續(xù)動力充分利用海量數(shù)據(jù)要素，大力發(fā)展數(shù)字產(chǎn)品制造業(yè)、數(shù)字產(chǎn)品服務(wù)業(yè)、數(shù)字技術(shù)應(yīng)用業(yè)、數(shù)字要素驅(qū)動業(yè)等，能夠為經(jīng)濟發(fā)展培育新的增長點；將數(shù)據(jù)要素與其他生產(chǎn)要素有機結(jié)合，能夠提升其他生產(chǎn)要素的匹配效率、激發(fā)其他生產(chǎn)要素的創(chuàng)新活力，進而提高生產(chǎn)質(zhì)量和效益，推動國民經(jīng)濟質(zhì)量和水平實現(xiàn)整體躍升。

數(shù)據(jù)存儲作為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施核心部分，支撐經(jīng)濟社會平穩(wěn)運行

數(shù)據(jù)價值的發(fā)揮，需要與算力、存儲和網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)設(shè)備結(jié)合，以基礎(chǔ)設(shè)施的形式來服務(wù)經(jīng)濟社會。數(shù)據(jù)存儲是算力基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成，是信息的起始和終點，優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)存儲基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)生態(tài)不僅會賦能數(shù)據(jù)存力發(fā)展，而且還會驅(qū)動更大范圍的社會經(jīng)濟衍生影響。在影像采集領(lǐng)域，諸如交通、醫(yī)療、制造等行業(yè)在不斷擴展其對高清影像的應(yīng)用，在產(chǎn)出大量4K，8K視頻，上億像素的高清圖片作為數(shù)字生產(chǎn)材料的同時，需要更大的存儲空間。在高性能計算領(lǐng)域，諸如氣象預(yù)測、衛(wèi)星遙感、災(zāi)害模擬等重要行業(yè)，需存儲大量數(shù)據(jù)，保證性能容量可橫向擴展。在實時信息處理領(lǐng)域，諸如金融、醫(yī)療等行業(yè)，需數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)來滿足快速增長的在線并發(fā)訪問、業(yè)務(wù)全天候在線的需求。

數(shù)據(jù)存儲惠及企業(yè)，助力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

近年來，越來越多企業(yè)開始重視數(shù)據(jù)價值，采集、留存并分析生產(chǎn)和運營中的數(shù)據(jù)，增加了數(shù)據(jù)存儲、管理、使用的需求。各行各業(yè)紛紛通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升企業(yè)運營效率，不僅可提高企業(yè)自身的運作效率，也能助力提升供應(yīng)鏈的可控性，為企業(yè)經(jīng)營決策提供更多支持。一方面，數(shù)據(jù)存儲一定程度上解決了數(shù)據(jù)流通不暢問題，上下游各用戶可以將需求和供應(yīng)信息通過線上平臺傳遞。制造業(yè)上游廠商如服裝代工廠、布料廠商等在生產(chǎn)供貨時可通過數(shù)據(jù)判斷趨勢，調(diào)整企業(yè)的生產(chǎn)制造策略，實現(xiàn)資源的有效配置：銀行風(fēng)控授信、保險公司、物流公司等也因為更多的精準生產(chǎn)和需求數(shù)據(jù)的輸入能更好地開展業(yè)務(wù)，為其業(yè)務(wù)保駕護航，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的持續(xù)完善。另一方面，各企業(yè)因為自身生產(chǎn)效率的提升，降低了殘次品率和訂單延遲交付率，生產(chǎn)周期變短，供應(yīng)鏈也更加穩(wěn)定。

數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

一、政策分析

數(shù)據(jù)存儲對國家數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展有舉足輕重的地位，各國為形成數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，強化存儲產(chǎn)業(yè)的自主可控，打造數(shù)字經(jīng)濟供給側(cè)的競爭與可持續(xù)發(fā)展能力出臺了各項政策，以保證數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的采集、存儲、傳輸、交易和服務(wù)各環(huán)節(jié)高效可靠。

1、全球各國紛紛出臺數(shù)據(jù)要素相關(guān)的國家戰(zhàn)略

美國2020年發(fā)布《聯(lián)邦數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》，明確將數(shù)據(jù)作為長期戰(zhàn)略資源開發(fā)，聚焦點從“數(shù)據(jù)即技術(shù)”到“數(shù)據(jù)即資產(chǎn)”的轉(zhuǎn)變，明確政府需發(fā)揮其作為數(shù)據(jù)提供者，使用者的角色的重要作用。

英國2020年發(fā)布《國際數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》，明確“數(shù)據(jù)是世界現(xiàn)代經(jīng)濟的驅(qū)動力，打造世界領(lǐng)先數(shù)字經(jīng)濟，數(shù)字產(chǎn)業(yè)是最主要的支撐保障，希望公眾成為蓬勃發(fā)展的數(shù)字經(jīng)濟中的積極參與者”。

沙特阿拉伯2020年發(fā)布《沙特數(shù)字經(jīng)濟政策》，明確“從傳統(tǒng)的經(jīng)濟活動轉(zhuǎn)向更大的以數(shù)據(jù)為依據(jù)的活動，突出數(shù)字經(jīng)濟的中心地位”。

新加坡2020年發(fā)布《研究、創(chuàng)新和企業(yè)2025計劃》，明確“繼續(xù)支持戰(zhàn)略和新興技術(shù)的發(fā)展，并加強數(shù)字能力向工業(yè)的轉(zhuǎn)化。其目的是實現(xiàn)新加坡的智慧國家雄心，并利用數(shù)字經(jīng)濟中的增長機會繼續(xù)加強數(shù)字經(jīng)濟、數(shù)字政府和數(shù)字社會的建設(shè)”。

德國2021年發(fā)布《***數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》，明確“著力打造數(shù)據(jù)文化以確保公平和防止數(shù)據(jù)壟斷，增強德國數(shù)字能力，把德國打造為歐洲數(shù)據(jù)共享和創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者”。

2、全球各國布局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展

美國高度重視半導(dǎo)體存儲芯片的戰(zhàn)略價值，持續(xù)完善政策體系，不斷豐富行業(yè)標準，使存儲產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、標準化。美國政府以政策為抓手，鼓勵本土半導(dǎo)體廠商進行技術(shù)創(chuàng)新，完善專利保護法，對半導(dǎo)體存儲相關(guān)技術(shù)進行全面的保護。

韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)需求有限、國際競爭激烈的環(huán)境下，保持良好的發(fā)展態(tài)勢和強大的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。韓國通過“BK21”及“BK21+”等計劃對大學(xué)、研究所進行專項支援，在2016年時推出半導(dǎo)體希望基金，投資半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)。2021年5月，韓國政府正式公布“K半導(dǎo)體戰(zhàn)略”，預(yù)計未來10年投資約4500億美元。

日本為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)保持蓬勃發(fā)展制定了應(yīng)對策略。2021年6月，日本政府對半導(dǎo)體、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施及數(shù)字產(chǎn)業(yè)做出綜合部署，制定了《半導(dǎo)體數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》。2021年底，發(fā)布《半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)緊急強化方案》，致力于提高日本半導(dǎo)體企業(yè)的營收。

3、我國將數(shù)據(jù)提升到生產(chǎn)要素地位

***在中共中央政治局就實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略進行第二次集體學(xué)習(xí)時指出，我們應(yīng)推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，加快完善數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，推進數(shù)據(jù)資源整合和開放共享，保障數(shù)據(jù)安全，加快建設(shè)數(shù)字中國，更好服務(wù)我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活改善。

2019年11月，黨的******在《中共中央關(guān)于堅持和完蓋中國***主義制度推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干重大問題的決定》中首次明確將“數(shù)據(jù)”列為生產(chǎn)要素，提出了“健全勞動資本、土地、知識，技術(shù)、管理、數(shù)據(jù)等生產(chǎn)要素由市場評價貢獻，按貢獻決定報酬的機制”，反映了***對信息技術(shù)發(fā)展的時代特征及未來趨勢的準確把握，也凸顯了數(shù)字經(jīng)濟時代數(shù)據(jù)對干經(jīng)濟活動和社會生活的價值。

2020年4月，中共中央、***發(fā)布了《關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》，數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素正式出現(xiàn)在官方文件中，將數(shù)據(jù)納入要素范圍，意味著數(shù)據(jù)與資本、勞動等傳統(tǒng)要素擁有了相同的地位和角色，這對于探索建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范、支持構(gòu)建多領(lǐng)域的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，推動壯大我國數(shù)字經(jīng)濟具有重大現(xiàn)實意義。《“十四五”國家信息化規(guī)劃》、《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，也強調(diào)了加快推進數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，統(tǒng)籌布局綠色智能的數(shù)據(jù)與算力設(shè)施，強化數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、加工處理、智能分析等能力。

2020年5月發(fā)布的《中共中央***關(guān)于新時代加快完善***市場經(jīng)濟體制的意見》中提出，要加快培育發(fā)展數(shù)據(jù)要素市場，建立數(shù)據(jù)資源清單管理機制，完善數(shù)據(jù)權(quán)屬界定、開放共享、交易流通等標準和措施，發(fā)揮社會數(shù)據(jù)資源價值。

2022年1月發(fā)布的《十四五數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》明確提出“數(shù)字經(jīng)濟是促進公平與效率更加統(tǒng)一的新經(jīng)濟形態(tài)，堅持應(yīng)用牽引、數(shù)據(jù)賦能。堅持以數(shù)字化發(fā)展為導(dǎo)向，充分發(fā)揮我國海量數(shù)據(jù)、廣闊市場空間和豐富應(yīng)用場景優(yōu)勢，充分釋放數(shù)據(jù)要素價值，激活數(shù)據(jù)要素潛能，以數(shù)據(jù)流促進生產(chǎn)、分配、流通、消費各個環(huán)節(jié)高效貫通，推動數(shù)據(jù)技術(shù)產(chǎn)品、應(yīng)用范式、商業(yè)模式和體制機制協(xié)同創(chuàng)新。”

4、東數(shù)西算、新型數(shù)據(jù)中心為數(shù)據(jù)存力發(fā)展帶來了新的機遇

2021年，《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》和《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021-2023年)》等數(shù)據(jù)中心政策文件的發(fā)布，為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)營造了良好的發(fā)展環(huán)境，激發(fā)了數(shù)據(jù)存力的需求。隨著我國東數(shù)西算工程的落地，新型數(shù)據(jù)中心行動計劃的實施，數(shù)據(jù)中心成為產(chǎn)業(yè)界各方討論的熱點話題，數(shù)據(jù)存力協(xié)同算力、網(wǎng)絡(luò)資源共同發(fā)展，新型基礎(chǔ)設(shè)施才能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)要素的價值。新型數(shù)據(jù)中心是具備安全可靠能力、提供高效算力服務(wù)、賦能千行百業(yè)應(yīng)用的新型基礎(chǔ)設(shè)施，其算力服務(wù)的提供需要數(shù)據(jù)存儲能力的支撐。

如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，人工智能等新興技術(shù)的可靠穩(wěn)定應(yīng)用離不開數(shù)據(jù)存儲，存儲效率和能力達不到要求的時候，算力也很難發(fā)揮作用。同時經(jīng)濟社會運作中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)與物理世界完成交互后，最終處理的結(jié)果又會回到數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)進行保存，指導(dǎo)模型、算法的精確性和可用性提升，更好支撐下一次的數(shù)據(jù)分析。

二、產(chǎn)業(yè)分析

由于數(shù)據(jù)存儲的形式在不斷變化，全球數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)也從單純注重數(shù)據(jù)存儲的容量，向效率、經(jīng)濟性，可靠程度，節(jié)能等方面不斷延展，以更好應(yīng)對不斷增長的數(shù)據(jù)總量以及數(shù)據(jù)多樣性，實時性等對存儲提出的新要求。

1、磁性存儲市場占比較高

現(xiàn)代數(shù)據(jù)存儲根據(jù)存儲介質(zhì)的不同，主要分為光學(xué)存儲(CD、DVD、藍光存儲)、磁性存儲(磁帶軟盤.機械硬盤)和半導(dǎo)體存儲三類，其中半導(dǎo)體存儲在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，是存儲技術(shù)發(fā)展的趨勢和方向之一，包括易失性存儲器DRAM和非易失性存儲器 NAND FLASH、NOR FLASH等。

光存儲因技術(shù)原因應(yīng)用場景受限。作為產(chǎn)生時間最早的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，光存儲極易受摩擦等外部作用而損壞，在存儲容量、存儲密度及存取速率等方面受到一定程度的限制。但光存儲技術(shù)因其長壽命、安全可靠和低成本等優(yōu)點，被業(yè)界認為適用于冷數(shù)據(jù)存儲，歸檔類數(shù)據(jù)的長期備份使用。

磁性存儲應(yīng)用廣泛。磁帶存儲在海外發(fā)展較早，諸如微軟Azure、亞馬遜AWS、谷歌等全球知名的云服務(wù)商已大量采購磁帶，用來對關(guān)鍵數(shù)據(jù)做備份歸檔以及冷數(shù)據(jù)的長期保存。軟盤存取速度慢，容量較小，但可裝可卸、攜帶方便，適用于需物理移動的小文件。機械硬盤以其低廉的價格以及更高的儲存容量占據(jù)了一定市場份額，但存在儲存時間不長，能耗高，存儲密度不大等問題。

半導(dǎo)體存儲已成為存儲的重要媒介。近年來，以半導(dǎo)體為代表的新一代全閃存技術(shù)飛速發(fā)展，半導(dǎo)體閃存是新一代存儲介質(zhì)，由于具有斷電不丟失數(shù)據(jù)，高性能快速讀取，大容量，綠色節(jié)能等特點，被企業(yè)的信息系統(tǒng)大量應(yīng)用，已逐步成為存儲產(chǎn)業(yè)的主要媒介。在全球整個半導(dǎo)體市場中，存儲器占據(jù)了約三分之一的規(guī)模，是半導(dǎo)體最大的細分市場之一，半導(dǎo)體正在成為業(yè)界主流的存儲器。世界各主要廠商正在加速新一代全閃存技術(shù)的創(chuàng)新。Gartner2021年全球存儲市場報告顯示，全閃存儲市場快速增長，市場規(guī)模同比增長13.9%，全閃存儲在全球存儲市場占比首次超過50%。

2、我國存儲技術(shù)水平突圍成效顯著，與美企仍有一定差距

在全球數(shù)據(jù)存儲的市場份額中，美國企業(yè)處于壟斷地位。Gartner2021年發(fā)布的存儲相關(guān)的魔力象限報告，在企業(yè)級備份和恢復(fù)解決方案的魔力象限全是國外企業(yè)，包括Commvault、Rubrik、VeeamCohesity、Veritas Technology、Dell Technology等美國公司，占據(jù)數(shù)據(jù)保護、備份與恢復(fù)的主要市場;在主存儲魔力象限上，Pure Storage DellTechnlogyNetAppHPE IBM等美國公司在全球占比較高，日本Hitachi Vantara、以色列Infinidat也處于領(lǐng)導(dǎo)者地位，僅有我國企業(yè)華為技術(shù)有限公司進入，憑借其優(yōu)異的產(chǎn)品能力，在亞太地區(qū)有廣泛應(yīng)用:在分布式文件系統(tǒng)和對象存儲等魔力象限上，也都以Del Technology、IBM、Pure Storage、Qumulo等美國公司為主。

近年來我國在數(shù)據(jù)保護領(lǐng)域也涌現(xiàn)出很多優(yōu)秀的企業(yè)，包括藍海大腦、華為、愛數(shù)、鼎甲、新華三、浪潮等。IDC數(shù)據(jù)顯示，在數(shù)據(jù)復(fù)制與保護系統(tǒng)市場，國內(nèi)企業(yè)在本土市場占有率逐步提升，2021年華為、愛數(shù)、鼎甲和新華三占據(jù)42%的市場份額，占有40%的其他類別中也包含了大量的國產(chǎn)廠商。在軟件定義存儲(SDS)及超融合存儲(HCI)系統(tǒng)市場，軟件定義存儲(SDS)及超融合存儲(HCI)系統(tǒng)市場前五大供應(yīng)商均為國內(nèi)企業(yè)，市場份額占比均超過70%。

3、不同行業(yè)災(zāi)備水平參差不齊，亟需建設(shè)典型引領(lǐng)場景

我國在經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展中逐漸重視數(shù)據(jù)安全，對數(shù)據(jù)存力的可靠提出相應(yīng)要求。可靠的數(shù)據(jù)存力是算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)已開始重視數(shù)據(jù)安全和容災(zāi)備份建設(shè)，以應(yīng)對各類數(shù)據(jù)安全事故。日前，《數(shù)據(jù)安全法》已經(jīng)發(fā)布并開始實施，保護數(shù)據(jù)安全成為數(shù)據(jù)存儲發(fā)展的關(guān)鍵，存力的可靠性建設(shè)將會加速，以應(yīng)對數(shù)據(jù)安全風(fēng)險和數(shù)字經(jīng)濟時代的挑戰(zhàn)。

我國多數(shù)行業(yè)的信息化災(zāi)備建設(shè)體系亟待完善，普遍存在“有備份、無容災(zāi)”，“缺乏異地災(zāi)備”的現(xiàn)象。數(shù)據(jù)安全風(fēng)險要求較高的行業(yè)，如金融、運營商等行業(yè)，具有信息化程度高和信息安全要求高等特征，行業(yè)災(zāi)備體系建設(shè)相對完善，典型災(zāi)備應(yīng)用行業(yè)示范意義大。根據(jù)災(zāi)備設(shè)備出貨量統(tǒng)計，金融行業(yè)。如國有銀行/大型股份制銀行，數(shù)據(jù)備份建設(shè)比例達到約92%，但異地備份的比例僅約10%，業(yè)務(wù)系統(tǒng)容災(zāi)比例不到40%，異地容災(zāi)低于30%。

國內(nèi)各行業(yè)數(shù)據(jù)災(zāi)備覆蓋率

其他行業(yè)信息化發(fā)展起步晚，災(zāi)備體系建設(shè)也相對滯后。全國31個省(直轄市、自治區(qū))的政務(wù)云只有5%部署同城災(zāi)備，異地災(zāi)備部署比例更低，大部分省級政務(wù)云只是部署了簡單本地備份，缺乏數(shù)據(jù)中心容災(zāi)能力，難以滿足核心系統(tǒng)業(yè)務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)安全的要求。教育行業(yè)，以高校為例，數(shù)據(jù)災(zāi)備比例非常低，容災(zāi)建設(shè)比例不到1%，只有個別學(xué)校如哈工大部署了異地容災(zāi)系統(tǒng)，同地校區(qū)備份的比例平均在25%左右，異地備份僅2%左右。醫(yī)療領(lǐng)域的災(zāi)備系統(tǒng)體現(xiàn)出水平參差不齊的特點，三級以上醫(yī)院幾乎都采用數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，普及率達到95%以上，具體應(yīng)用技術(shù)手段有所不同，部分醫(yī)院在系統(tǒng)升級換代時會同步考慮容災(zāi)技術(shù)。二級以上醫(yī)院在地域條件允許的情況下會采用遠程備份，實施方案主要為遠程硬拷貝等傳統(tǒng)方式，總體占比不高，部分有條件的二級醫(yī)院會建設(shè)容災(zāi)系統(tǒng)，只有少數(shù)多院區(qū)醫(yī)院考慮建設(shè)數(shù)據(jù)異地容災(zāi)。

三、技術(shù)分析

事物的演進普遍遵循螺旋式發(fā)展的規(guī)律，數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)品和方案的演進同樣如此，業(yè)務(wù)需求和技術(shù)進步是螺旋式發(fā)展的兩個主要驅(qū)動力。從八、九十年代的初步電子化、信息化，到互聯(lián)網(wǎng)+，以及當前全面推進數(shù)字化，未來的數(shù)字孿生、元宇宙，數(shù)據(jù)的規(guī)模成千倍增長，移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展導(dǎo)致并發(fā)訪問量百倍增大、業(yè)務(wù)7*24連續(xù)服務(wù)、毫秒級響應(yīng)體驗。

存儲技術(shù)和產(chǎn)品從初始的磁帶和磁盤開始，到DAS、SAN、NAS等專業(yè)存儲設(shè)備，以及目前的全閃存存儲、分布式存儲等，在性能、可靠性、容量這三個核心方向上迭代發(fā)展，再加上訪問協(xié)議、存儲網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的演進，數(shù)據(jù)存儲能力也在快速提升。

1、存儲介質(zhì)技術(shù)升級在提高存儲容量同時降低單位存儲成本

存儲介質(zhì)由傳統(tǒng)磁介質(zhì)轉(zhuǎn)向閃存介質(zhì)。目前，利用GMR巨磁陽效應(yīng)磁頭、SMR瓦楞式堆疊磁盤技術(shù)的企業(yè)級機械硬盤(HDD)單盤容量可達到18TB。磁通控制-微波輔助磁記錄(FC-MAMR)，微波輔助交換-微波輔助磁記錄(MAS-MAMR)、熱輔助磁記錄技術(shù)(HAMR下、石墨烯涂層等新技術(shù)的研究和應(yīng)用，在未來幾年可實現(xiàn)單盤容量的翻番增長，滿足溫、冷數(shù)據(jù)近線存儲的需要。

同時，伴隨半導(dǎo)體介質(zhì)生產(chǎn)工藝提升迅速，3DNANDFlash已經(jīng)實現(xiàn)了176層生產(chǎn)工藝，同時閃存顆粒的存儲密度從SLC(Single-Level Cell)、MLC(Multi-LevelCell)已經(jīng)過度到TLC(Trinary-LevelCell)為主，正在向QLC(Ouad-LevelCell)演進。NANDFlash技術(shù)和工藝的提升，SSD單盤容量已經(jīng)達到30TB以上，在同等應(yīng)用場景下，SSD數(shù)據(jù)訪問比磁盤快100倍左右，吞吐量大100倍，單盤的IOPS大1000倍以上，在提供高性能的同時降低了成本，可以更好為熱數(shù)據(jù)提供在線存儲。熱輔助磁記錄、晶格介質(zhì)存儲、全息存儲、DvCo5材料存儲等高密度關(guān)鍵存儲技術(shù)持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，更好地響應(yīng)了持續(xù)增長的數(shù)據(jù)存儲容量和存儲密度的需求。

熱輔助磁記錄技術(shù)在寫入存儲介質(zhì)時，通過聚焦光束對最小磁化區(qū)域進行加熱，解決少量熱量對納米級比特區(qū)域的干擾，有效利用熱量，確保在納米級比特單元在加熱時仍保持磁化狀態(tài)；晶格介質(zhì)存儲通過光蝕刻微影的方式在晶格介質(zhì)上劃分出統(tǒng)一的網(wǎng)格磁性單元，實現(xiàn)單比特占用空間少，存儲密度高；全息存儲通過消費光學(xué)和人工智能技術(shù)，將數(shù)據(jù)存儲為可重寫的全息圖，借助商用高分辨率相機技術(shù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，將HSD設(shè)備負責(zé)性遷移到云端，縮短讀寫時間，提高實時訪問效率，DvCo5材料存儲針對超高密度熱輔助數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，提出高效節(jié)能的解決方案，使得數(shù)據(jù)寫入時可實現(xiàn)快速磁化，且材料耗能更少、性能更優(yōu)。

2、NVMe打造主機和存儲設(shè)備間高速通道

存儲通信協(xié)議的發(fā)展，充分發(fā)揮了存儲介質(zhì)變化和網(wǎng)絡(luò)帶寬提升所帶來的效益。NVMe(Non-Volatile Memory Express,Non-Volatile Memory，非易失性存儲器)是由NVMExpress非盈利組織發(fā)布的規(guī)范，定義了主機軟件通過PCle總線與非易失性內(nèi)存通信的方法，是固態(tài)硬盤的協(xié)議標準，其通過與CPU的PCle通路直接通信、更深的隊列深度、操作系統(tǒng)協(xié)議堆棧的精簡等一系列手段來全面提升固態(tài)硬盤的性能表現(xiàn)。NVMe系列標準規(guī)范了SSD訪問接口，確保NVMe在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、接口管理，服務(wù)器和系統(tǒng)管理規(guī)范化和明確化。它是所有形式(U.2、M.2、AICEDSFF)的PCle固態(tài)硬盤(SSD)的行業(yè)標準。

除了NVMe基本規(guī)范之外，還包括用于規(guī)范網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上使用NVMe命令的NVMeoverfabric(NVMe-oF)，以及用于服務(wù)器和存儲系統(tǒng)管NVMe/PCleSSD的NVMe管理接口(NVMe-MI)規(guī)范。隨著使用非易失性存儲器高速(NVMe)接口規(guī)范的技術(shù)從HDD發(fā)展到SSD，再發(fā)展到SCM，存儲性能得到了巨大提升。通過NVMe訪問存儲介質(zhì)所花時間相比以前的硬盤技術(shù)減少了1000倍。

NVMe協(xié)議正逐漸成為主流，固態(tài)硬盤接口也從傳統(tǒng)的SATA/SAS過渡到PCle，采用NVMe協(xié)議后的PCle接口固態(tài)硬盤可以進一步釋放固態(tài)硬盤的性能，提高響應(yīng)速度。隨著NVMe的發(fā)展，其也逐步被應(yīng)用于存儲網(wǎng)絡(luò)。當前NVMeover Fabrics有兩類主流的方式，分別是NVMe over FC和NVMe over RoCE。其中，NVMeoverRoCE以開放的以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，具備大帶寬、低時延的優(yōu)勢，隨著技術(shù)的逐漸成熟，已經(jīng)規(guī)模化落地實踐。NVMe overRoCE在性能、成本等方面的優(yōu)勢將促使架構(gòu)逐步轉(zhuǎn)型，存儲網(wǎng)絡(luò)逐步轉(zhuǎn)向全IP化，在獲得更高的傳輸性能的同時，具備以太網(wǎng)運維管理相對簡單的特性。

目前，PCle 6.0規(guī)范已經(jīng)正式發(fā)布，預(yù)計最高寫入速度為11GB/s，最高讀取速度為12GB/s，而PCle5.0SSD設(shè)備將在2022年正式上市，PCle系列規(guī)范帶寬速度如下所示。

PCle 系列規(guī)范帶寬速度

PCle市場規(guī)模持續(xù)擴大，服務(wù)器設(shè)備是規(guī)范迭代升級的主要受益者。企業(yè)級SSD的發(fā)展使得PCle在2021年獲得更大發(fā)展機遇，并在未來5年將持續(xù)增長。服務(wù)器廠商先后推出眾多支持PCle4.0的服務(wù)器主板，可使用NVMe硬盤。當PCle50實現(xiàn)商用后，市場規(guī)模將得到進一步擴大，大幅降低存儲在整個計算機系統(tǒng)中，造成的性能瓶頸，而NVMe存儲設(shè)備或?qū)⒊蔀槭芤孀畲蟮脑O(shè)備；到2023年，服務(wù)器設(shè)備或?qū)⒙氏葘崿F(xiàn)PCle60應(yīng)用，為人工智能、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、航空航天和軍事等領(lǐng)域提供有效支撐，實現(xiàn)對高性能計算中心提供基礎(chǔ)存儲設(shè)備支撐。

3、存儲系統(tǒng)工程和算法演進保障數(shù)據(jù)存儲安全可靠

存儲是數(shù)據(jù)安全的最后一道防線，隨著企業(yè)數(shù)字化的深入，數(shù)據(jù)的安全風(fēng)險變得復(fù)雜多樣，從數(shù)據(jù)的增長到架構(gòu)的復(fù)雜度，如何保證數(shù)據(jù)的可靠性和安全性是數(shù)據(jù)存儲的關(guān)鍵。在存儲系統(tǒng)層面，利用多控/集群架構(gòu)、關(guān)鍵部件冗余、熱插拔、多路徑軟件、負載均衡、在線擴容、在線升級等技術(shù)，系統(tǒng)可用性大大提升。在算法層面，算法的改進提升了固態(tài)硬盤的使用壽命，由于固態(tài)硬盤的使用壽命由NAND閃存的擦寫次數(shù)決定，固態(tài)硬盤使用壽命是用戶最主要的擔(dān)憂。但隨著寫入算法的不斷演進，可以在軟件層面最大限度地延長固態(tài)硬盤的使用壽命，在實際使用和替換周期來看，固態(tài)硬盤的實際故障率低于機械硬盤、使用壽命并不會成為其瓶頸。在數(shù)據(jù)保護方面，存儲雙活已經(jīng)成為保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)連續(xù)性的主要方案之一，并可以擴展至“兩地三中心”容災(zāi)方案，避免在自然災(zāi)害、電力等設(shè)施失效、設(shè)備自身失效、人為破壞、勒索病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊等影響下的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。

中國數(shù)據(jù)存力發(fā)展情況分析

一、我國數(shù)據(jù)存力發(fā)展情況分析

我國數(shù)據(jù)存力發(fā)展總體水平與發(fā)達國家相比還有一定差距。據(jù)羅蘭公司測算，美國單位GDP存儲容量高于我國，我國存儲在經(jīng)濟發(fā)展中的支撐作用有待加強。規(guī)模上，據(jù)中國信通院統(tǒng)計，2021年我國存儲總量容量已達800EB，出貨量年均增長速度已達50%。在先進存儲設(shè)備上，半導(dǎo)體閃存具有斷電不丟失數(shù)據(jù)、高性能快速讀取、大容量、綠色節(jié)能等特點，其使用占比正不斷攀升。

2021年我國存儲容量增量

二、區(qū)域數(shù)據(jù)存力發(fā)展情況分析

數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平與數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模相關(guān)，數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模越大，數(shù)據(jù)資源越豐富。東部沿海地區(qū)經(jīng)濟相對發(fā)達，數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模較大，因此東部數(shù)據(jù)存力在規(guī)模上具有較大優(yōu)勢。此外，數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平與數(shù)據(jù)中心和算力的建設(shè)情況相關(guān)，東部仍是數(shù)據(jù)中心建設(shè)運營主要區(qū)域，數(shù)據(jù)存力發(fā)展規(guī)模和質(zhì)量均位于全國前列。中西部數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平相差不大，結(jié)合《中國綜合算力指數(shù)(2022年)》測算分析，中西部數(shù)據(jù)存力總分、規(guī)模及質(zhì)量得分均略低于全國平均水平。東北部數(shù)據(jù)存力規(guī)模和質(zhì)量相對其他區(qū)域發(fā)展較差，指數(shù)值也小于全國均值，發(fā)展空間較大。

2021年我國區(qū)域存力發(fā)展情況

東部省市，數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平全國領(lǐng)先。北京、上海、廣東及周邊省份數(shù)據(jù)計算需求較多，數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模不斷上升，為數(shù)據(jù)存力營造了良好的發(fā)展環(huán)境，其數(shù)據(jù)存力發(fā)展也受到重視。這些省份對數(shù)據(jù)處理的時效性和安全性要求較高，在熱數(shù)據(jù)進行計算和存儲時，追求數(shù)據(jù)存取和讀寫速度，需求帶動本地及周邊存力發(fā)展。規(guī)模方面，東部省份中廣東省存儲規(guī)模最大，2021年的存儲總體容量超過90EB。隨著5G云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合，數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，北上廣等發(fā)達地區(qū)對數(shù)據(jù)計算和存儲的需求快速攀升，也將帶動本地及周邊存力規(guī)模的增長。質(zhì)量方面，全國整體先進存儲占比相差不大，平均先進存儲占比約13.5%，東部部分經(jīng)濟發(fā)達的省份如北京和河北省，先進存儲占比超過15%。一線城市對數(shù)據(jù)處理的時效性和安全性較高，熱數(shù)據(jù)計算需高性能的數(shù)據(jù)存儲，新的業(yè)務(wù)場景也對存儲質(zhì)量有更高的要求，一線城市在存儲規(guī)模日益擴大的背景下，也將更加關(guān)注先進存儲、存儲性能等存儲質(zhì)量。

中西部省市，數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平總體低于東部，但部分核心省份數(shù)據(jù)存力發(fā)展良好。湖北輻射帶動中部和長江中游地區(qū)，支撐長江經(jīng)濟帶發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲需求多，其數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平較好。作為西部大開發(fā)重要平臺的重慶和四川經(jīng)濟較發(fā)達，對數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)移和處理需求多，這些需求驅(qū)動了作為數(shù)據(jù)載體的存力快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好，數(shù)據(jù)存力水平相對較好。受“東數(shù)西算”政策影響，北京、上海、廣州、深圳等一線城市的部分數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用需求逐步向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，推動了當?shù)財?shù)字經(jīng)濟以及信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如貴州省、新疆、內(nèi)蒙古、甘肅省和陜西省，這些大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展地區(qū)，充分發(fā)揮本地大數(shù)據(jù)資源價值，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，受政策牽引和自身資源稟賦的影響，數(shù)據(jù)存儲規(guī)模不斷增長，但存儲質(zhì)量有待提升。部分中西部省份資源充足，但其網(wǎng)絡(luò)帶寬小、跨省數(shù)據(jù)傳輸費用高、算力需求有限等現(xiàn)狀也不能忽視，受制于算力發(fā)展，數(shù)據(jù)存力發(fā)展水平較差。隨著“東數(shù)西算”劃定的樞紐節(jié)點落地，貴安數(shù)據(jù)中心集群、和林格爾數(shù)據(jù)中心集群、慶陽數(shù)據(jù)中心集群和重慶數(shù)據(jù)中心集群，未來數(shù)據(jù)存力發(fā)展有了新的機遇。

三、省際數(shù)據(jù)存力發(fā)展情況分析

目前，數(shù)據(jù)存儲總體容量集中度高，容量排名前7的廣東、江蘇、上海、北京、河北、浙江、貴州省存儲總體容量占全國的52%，北上廣的存儲總體容量超230EB，約占總?cè)萘康?0%。為提高數(shù)據(jù)中心標準機架的效率，為算力提供更好的數(shù)據(jù)支撐，需關(guān)注數(shù)據(jù)中心單機架的存儲容量即單機架存力指標。全國各省單機架存力水平普遍120TB至180TB之間。湖北、廣東、北京、浙江和江蘇的單機架存力超過150TB，其他省份單機架存力在130-150TB之間。未來，受東數(shù)西算政策影響，響應(yīng)“加快推動數(shù)據(jù)中心向西大規(guī)模布局，特別是對于后臺加工、離線分析、存儲備份等對網(wǎng)絡(luò)要求不高的業(yè)務(wù)，率先向西轉(zhuǎn)移，由西部數(shù)據(jù)中心承接”的政策，預(yù)計八大樞紐節(jié)點省份數(shù)據(jù)存力將繼續(xù)擴大規(guī)模。

2021年我國部分省份存力規(guī)模情況

全國總體數(shù)據(jù)存儲質(zhì)量有待提高。存算均衡方面，根據(jù)《中國綜合算力指數(shù)(2022年)》測算，大部分省份存算均衡得分在25-55之間，天津、新疆、湖北等省份存算資源相對均衡，得分大于60分，我國存算均衡整體與發(fā)達國家相比還有一定差距。存儲先進性方面，各省先進存儲占比相差不大，全國平均先進存儲占比約13.5%，對存儲質(zhì)量要求較高的一線城市先進存儲占比最高也僅17%，除新疆和青海等省份，其他省份先進存儲占比得分均在25-65之間，廣西雖然存儲規(guī)模整體較小，但先進存儲設(shè)備的選擇和應(yīng)用占比較高。存儲性能方面，北上廣及周邊地區(qū)的存儲性能總能力相對較高，廣東、江蘇、河北、北京和浙江的存儲性能總量均超過16GIOPS，海量數(shù)據(jù)驅(qū)動了存儲性能的提升，其他省份存儲性能相差不大。部分數(shù)據(jù)經(jīng)濟規(guī)模較小的省份，存儲性能得分小于10分。

2021年我國部分省份存算均衡、存儲性能及先進存儲占比情況

四、數(shù)據(jù)中心存力發(fā)展情況分析

全國數(shù)據(jù)存力發(fā)展的落地應(yīng)用依托于各省數(shù)據(jù)中心存儲設(shè)備的部署，為加快存力的高質(zhì)量建設(shè)，在評價數(shù)據(jù)中心的存力時，需要綜合考慮存儲容量、性能表現(xiàn)、安全可靠、綠色低碳等維度，如存儲容量、容量增長率、先進存儲占比等具體指標。

數(shù)據(jù)中心存力評價框架

上表是數(shù)據(jù)中心存力評價基本框架，包含4個維度、7個方面和10個具體指標。從存力定義出發(fā)，數(shù)據(jù)中心存力評價框架從“存儲容量、性能表現(xiàn)、安全可靠和綠色低碳”四個維度進行評價。其中，存儲容量包含了存量和增量，存量體現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心提供的總體存力體量對于業(yè)務(wù)產(chǎn)生各類數(shù)據(jù)的有效保存和支撐的能力；增量反應(yīng)的是用于衡量投入能否保障存力匹配數(shù)據(jù)生產(chǎn)要素增速，并支持前沿技術(shù)部署持續(xù)提升競爭力。性能表現(xiàn)包含了平衡和敏捷，平衡反應(yīng)的是算力、存力兩大核心關(guān)鍵資源之間的協(xié)同利用效率:敏捷衡量數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域先進生產(chǎn)力閃存的部署情況，能否滿足數(shù)據(jù)的保存和調(diào)用效率的要求。安全可靠反應(yīng)企業(yè)抵御數(shù)據(jù)破壞性事件并在事后快速恢復(fù)的能力。綠色低碳包含了經(jīng)濟和綠色，經(jīng)濟指企業(yè)存儲投入的成本情況，涵蓋存儲設(shè)備外的人工、能耗等總體擁有成本，綠色衡量數(shù)據(jù)中心存儲設(shè)備總能耗水平。

如某股份制商業(yè)銀行總行的數(shù)據(jù)中心，存儲存量超30PB，存力容量使用率約為70%，規(guī)劃年容量增長率為5%，可滿足該行各信息系統(tǒng)如國內(nèi)國際結(jié)算系統(tǒng)、網(wǎng)上銀行系統(tǒng)、基金托管估值系統(tǒng)、債券交易管理系統(tǒng)等產(chǎn)生的即時數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)移需求。此外，因銀行日常業(yè)務(wù)運作對數(shù)據(jù)存儲調(diào)用的時效性、準確性和安全性的要求較高，該數(shù)據(jù)中心大面積部署半導(dǎo)體全閃存，全閃存容量占比近60%;針對重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)基本實現(xiàn)災(zāi)備，整體災(zāi)備覆蓋率約20%，RTO時間恢復(fù)目標即災(zāi)難發(fā)生后，從IT系統(tǒng)宏機導(dǎo)致業(yè)務(wù)停頓之刻開始，到IT系統(tǒng)恢復(fù)至可以支持各部門運作，業(yè)務(wù)恢復(fù)運營之時的時間間隔僅5分鐘，RPO恢復(fù)點目標為0，即災(zāi)難發(fā)生并不會丟失數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)中心在保證存儲規(guī)模和性能的基礎(chǔ)上，也兼顧了綠色低碳。其單位存儲運營成本為3.5萬/臺，存儲設(shè)備能耗水平約35W/TB。

目前，為充分發(fā)揮新型數(shù)據(jù)中心對數(shù)字經(jīng)濟的賦能和驅(qū)動作用，需協(xié)調(diào)發(fā)展存儲、算力和網(wǎng)絡(luò)，新型數(shù)據(jù)中心已經(jīng)開始重視存儲規(guī)模和存儲質(zhì)量。規(guī)模方面，百度云計算(陽泉)數(shù)據(jù)中心存儲容量超過6EB可存儲的信息量相當于30多萬個中國國家圖書館的藏書總量，為百度搜索+信息流、智能云、智能駕駛等業(yè)務(wù)提供有力支持:中國聯(lián)通貴安云數(shù)據(jù)中心擁有5000TB高效存儲和3000TB對象存儲，可支撐國家部委、政府機關(guān)、國際知名云計算廠商、大型互聯(lián)網(wǎng)廠商、銀行保險機構(gòu)等多家客戶。質(zhì)量方面，中國電信南京(吉山)云計算數(shù)據(jù)中心采用HDD與SSD相結(jié)合的存儲方式，其中SSD占比較高，目前該園區(qū)內(nèi)存儲能力可達50PB，可有效支撐各類云平臺PB級別的業(yè)務(wù)場景，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲及高性能的計算分析;中國雅安大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園項目采用分布式存儲技術(shù)，存儲能力近300PB，滿足400余家企業(yè)云上服務(wù)，該園區(qū)2020年數(shù)字經(jīng)濟及相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過200億元。

中國數(shù)據(jù)存力

發(fā)展展望與建議

一、數(shù)據(jù)存力發(fā)展展望

1、我國存儲市場規(guī)模將持續(xù)攀升

據(jù)中國信通院《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展白皮書》顯示，2021年我國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化規(guī)模達37.18萬億元，占數(shù)字經(jīng)濟比重81.7%，成為數(shù)據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的強大引擎。海量數(shù)據(jù)的計算和轉(zhuǎn)移均需存儲技術(shù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)，因此存儲行業(yè)逐漸形成涵蓋技術(shù)設(shè)備、系統(tǒng)平臺、業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)等全方位產(chǎn)業(yè)鏈體系。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2021年我國存儲市場規(guī)模達到59億美元，比2020年市場規(guī)模增長18%，預(yù)計未來5年存儲市場仍將保持增長趨勢，如下圖所示。“十四五”規(guī)劃和新基建投資計劃等文件，鼓勵用戶投資數(shù)據(jù)中心和基礎(chǔ)設(shè)施，推進企業(yè)數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)業(yè)務(wù)和應(yīng)用數(shù)字化，增加數(shù)據(jù)消費和存儲支出，也將進一步擴大我國存儲市場規(guī)模。

我國存儲市場預(yù)測

2、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲需求帶動分布式存儲快速發(fā)展

5G Al和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，使得數(shù)據(jù)挖掘得到更為廣泛的應(yīng)用，面向未來，以視頻、圖片、文檔為代表的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占比將達到80%以上，成為分布式存儲的主要消費者。市場方面，分布式存儲與更多關(guān)鍵業(yè)務(wù)的融合成為存儲市場主力，隨著新興業(yè)務(wù)和云存儲的發(fā)展，除了云原生的應(yīng)用，越來越多的應(yīng)用傾向使用更易于流動和歸檔的對象存儲，分布式存儲市場中對象數(shù)據(jù)份額將會超過塊數(shù)據(jù)。技術(shù)方面，隨著大數(shù)據(jù)、Al的發(fā)展，HPC應(yīng)用已經(jīng)廣泛融合并且催生出新的應(yīng)用場景，新的業(yè)務(wù)負載要求存儲支持文件、對象及HDFS協(xié)議互通，數(shù)據(jù)僅存一份。HPC正在向HPDA(高性能數(shù)據(jù)分析)、HPC-BasedAl方向演進。

3、新型存儲全閃存將成為溫?zé)釘?shù)據(jù)存儲的主流方式

根據(jù)數(shù)據(jù)全生命周期的熱溫冷差異，對存儲設(shè)備的要求也不同，未來，溫?zé)釘?shù)據(jù)的存儲將逐步向高性能、高容量和高性價比三個方向演進。為了追求最極致的讀寫能力，適應(yīng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)日益提升的性能需求。SSD在存儲陣列中的使用比例逐漸擴大，全閃存存儲陣列開始出現(xiàn)在企業(yè)的數(shù)據(jù)中心，并呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。全閃存存儲陣列不僅是硬盤全部采用閃存盤，而是需要從系統(tǒng)層給予優(yōu)化，最大程度激活閃存能力。目前業(yè)界已經(jīng)涌現(xiàn)了許多新型內(nèi)存型介質(zhì)技術(shù)，如SCM、PCM、MRAM、ReRAM、FeRAM等。這些介質(zhì)在性能、容量、成本、壽命、能耗、可擴展性等多個方面都有更強的性能表現(xiàn)，支持字節(jié)級訪問和持久化，不需要再進行數(shù)據(jù)搬移，但其成本較高，或?qū)⒊蔀闊釘?shù)據(jù)存儲的主流存儲方式。

4、存儲網(wǎng)絡(luò)的以太化改造成為熱點話題

存儲網(wǎng)絡(luò)是指連接應(yīng)用主機和存儲的高速網(wǎng)絡(luò)，其基本要求是大帶寬 低時延。傳統(tǒng)以太網(wǎng)存在丟包問題，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較差。FC網(wǎng)絡(luò)則以其大帶寬、低時延的特點，成為存儲網(wǎng)絡(luò)的主流解決方案。然而，F(xiàn)O技術(shù)長期被歐美少數(shù)公司所壟斷，技術(shù)壁壘高、產(chǎn)品價格高且生態(tài)封閉。近年來，無損以太網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，其與RDMA、NVMe等技術(shù)結(jié)合所形成的NVMeoverRoCE，成為存儲網(wǎng)絡(luò)的重要解決方案，網(wǎng)絡(luò)性能好且生態(tài)開放。

5、“存算一體”架構(gòu)開始顯現(xiàn)出獨特優(yōu)勢

存算一體是計算單元和存儲單元緊耦合的一種方式，即存儲單元與計算單元合一，打破算力和存儲的邊界，有效改善功耗墻和內(nèi)存墻的問題，相比傳統(tǒng)馮諾依曼架構(gòu)，預(yù)計能效將大幅提升。基于SRAM(Static Random-Access Memory，靜態(tài)隨機存取存儲器)、NORFlash(非易失閃存)等成熟存儲器實現(xiàn)的存算一體，有望率先規(guī)模化商用，并將在端側(cè)、邊緣側(cè)的人工智能推理運算中展現(xiàn)出10倍能效優(yōu)勢。基干ReRAM(Resistiverandomaccess memorv，可變電阻式內(nèi)存)、PCM(Phase Chanae Memorv相變存儲器)、MRAM(Maanetoresistive Random Access Memory，磁性隨機存儲器)等新型非易失存儲器的存算一體探索不斷加快，因其具有高性能，低功耗的特點，有望在數(shù)據(jù)中心側(cè)實現(xiàn)突破。針對實時處理要求極高的最熱數(shù)據(jù)的，存算一體化的性能好，可以打破存儲墻，消除不必要的數(shù)據(jù)搬移延遲和功耗，并使用存儲單元提升算力，成百上千倍的提高計算效率。但其價格相對較高，針對實時熱數(shù)據(jù)，溫冷數(shù)據(jù)合理規(guī)劃、分類處理，才能達到整體架構(gòu)總成本最低。

二、數(shù)據(jù)存力高質(zhì)量發(fā)展建議

數(shù)據(jù)存儲在國家信息技術(shù)和高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)地位日益凸顯，已然成為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略要地。《“十四五”國家信息化規(guī)劃》、《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，強調(diào)“加快推進數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，統(tǒng)籌布局綠色智能的數(shù)據(jù)與算力設(shè)施，強化數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲，加工處理，智能分析等能力”。存儲作為承載數(shù)據(jù)的載體，已引起社會廣泛關(guān)注。

目前，數(shù)據(jù)存儲還面臨諸多挑戰(zhàn)，一方面，海量數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)在加速流動。另一方面，承載數(shù)據(jù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施如存儲器、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等還存在可靠性、安全性、可持續(xù)供應(yīng)性等多方面的挑戰(zhàn)和問題，亟待加以重視，出臺政策推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為推動國家數(shù)據(jù)存力高質(zhì)量發(fā)展，首先要在戰(zhàn)略上提高對存儲關(guān)鍵性的重視程度。從大數(shù)據(jù)時代全球競爭和國家數(shù)據(jù)安全的戰(zhàn)略高度出發(fā)，以先進存儲、存算均衡、災(zāi)備覆蓋率等為牽引，盡快研究形成引導(dǎo)我國數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的具體政策和規(guī)劃，打造一批存儲產(chǎn)業(yè)和數(shù)據(jù)存儲應(yīng)用示范項目，加快數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和技術(shù)自主可控，降低存儲技術(shù)和制造的對外依存度，提升我國在數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域的國家競爭力。

技術(shù)方面，一是加快部署下一代存儲技術(shù)，推動存儲核心技術(shù)底層研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)，提升存儲介質(zhì)。安全設(shè)計，數(shù)據(jù)防護等關(guān)鍵技術(shù)水平，打造全球存儲的創(chuàng)新高地。二是鼓勵聯(lián)合攻關(guān)存儲技術(shù)瓶頸，發(fā)揮行業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)軍企業(yè)的創(chuàng)新帶領(lǐng)優(yōu)勢，廣泛發(fā)動我國相關(guān)領(lǐng)域的科研院所、高校和領(lǐng)軍企業(yè)，開展存儲全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同，增強存儲產(chǎn)業(yè)國際競爭力。三是進一步完善數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)機制，建立多層次，多元化的人才培養(yǎng)目標，鼓勵培養(yǎng)專業(yè)理論與行業(yè)知識兼?zhèn)涞膹?fù)合型人才，鼓勵地方政府引導(dǎo)企業(yè)完善人才激勵機制，引進和留住高端存儲專業(yè)人才，優(yōu)化人才的地域和行業(yè)布局。

標準方面，應(yīng)盡快研究建立存儲的行業(yè)規(guī)范和標準，完善數(shù)據(jù)存儲效率、數(shù)據(jù)保護、數(shù)據(jù)災(zāi)備、綠色低碳等數(shù)據(jù)存力關(guān)鍵標準體系。一方面，鼓勵存儲相關(guān)企業(yè)及研究機構(gòu)進行標準和評估體系研究，鼓勵行業(yè)龍頭企業(yè)通過硬件開放、軟件開源、使能生態(tài)伙伴等策略，給予合作伙伴尤其是創(chuàng)新型小微企業(yè)充分的發(fā)展空間，共同摸索形成存儲行業(yè)標準。另一方面，推進數(shù)據(jù)存儲產(chǎn)業(yè)國際交流與合作，加強與國際標準組織的合作，加速我國技術(shù)標準的國際化進程，積極參與數(shù)據(jù)存儲國際規(guī)則和技術(shù)標準制定。

產(chǎn)業(yè)方面，一是構(gòu)建先進存儲應(yīng)用生態(tài)，促進存儲產(chǎn)業(yè)相關(guān)供應(yīng)鏈融合；二是提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全保障能力，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集群梯次化發(fā)展體系；三是針對金融、醫(yī)療、教育等重點行業(yè)，打造示范應(yīng)用項目，樹立高效存儲、先進存儲，存算均衡，存儲安全等方面的標桿。如在安全可靠上，推動政務(wù)云，國家一體化大數(shù)據(jù)中心、行業(yè)大數(shù)據(jù)中心、智慧城市等場景的災(zāi)備體系建設(shè)，全國范圍重點打造一批數(shù)據(jù)災(zāi)備的示范基地、示范項目，實現(xiàn)標準和政策落地，帶動千行百業(yè)，更好應(yīng)對數(shù)據(jù)安全風(fēng)險。

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審核編輯 黃昊宇