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存储大视野 | AI数智时代,存储协议的“速度革命”

2025年08月28日

当AI模型训练时间从周缩短到天,当金融交易延迟每降低1微秒即可带来百万收益——存储协议的选择,正成为行业竞争力的隐形分水岭。

数据洪流时代,传统直连存储(DAS)性能突出,却因计算与存储资源深度耦合形成“存储孤岛”,资源利用率低下;早期网络存储(如IP SAN)实现了资源共享,却因协议栈冗余导致性能折损。性能与灵活性,如同鱼与熊掌,难以兼得。

三重驱动正加剧这一矛盾:AI大模型训练推理与实时数据分析崛起、云原生微服务架构普及、全闪存介质价格持续下降,机械盘时代的传统存储协议已无法匹配新时代需求,数据中心架构转型势在必行。

 数据中心存储架构: 从存储孤岛到资源池的进化

转型压力下,NVMe over Fabrics (NVMe-oF) 协议应运而生。

其在NVMe协议基础之上,将卓越性能延伸至数据中心的网络共享存储架构,以满足现代数据中心对计算存储资源解耦、灵活共享和独立扩容的核心诉求。

基于此,现代数据中心的新型存储资源池正以全新NVMe协议为核心,实现从存储介质到网络架构的全方位升级,使Oracle RAC数据库等核心业务获得本地SSD级性能体验:

● 存储层:采用NVMe全闪存阵列全面替代传统SAS/SATA SSD,通过多队列并行处理匹配多核CPU;

● 网络层:推动FC SAN/IP SAN向NVMe-oF演进、IB网络向NVMe over RoCE迁移。

 NVMe-oF协议: 性能、成本与复杂性的三方博弈

当前,NVMe-oF共有三种主流传输层协议——NVMe over FC、NVMe over RoCE V2和NVMe over TCP,在性能、实现路径、建设成本和管理复杂性方面各有优劣,适配不同应用场景与IT架构。

NVMe over FC适合已部署FC SAN存储网络的成熟保守型行业用户,如银行、医疗领域。用户只需将FC HBA卡升级至32Gb NVMe版,并适配存储阵列软件,即可平滑升级,风险与成本更加可控。

NVMe over RoCE V2作为RDMA协议的新生代代表,正凭借协议的标准化与开放性优势逐步取代IB协议,在各类NVMe-oF协议中性能最佳,是AI/高性能计算数据中心建设的首选。但其对底层无损网络要求高,部署管理复杂,成本与技术门槛高,更适合AI、量化交易等对延迟敏感、愿为性能投入的应用领域。

NVMe over TCP则以其低成本、易部署及良好的性能表现异军突起,将高性能存储的门槛降至最低,成为云时代的“平民英雄”,有望从云平台厂商、超融合架构向传统数据中心普及,未来将替代IP SAN,成为以太网重构存储的最佳跳板。

三种NVMe-oF协议的选择,本质上是用户业务基因与技术特性的深度耦合,而非纯粹的技术竞赛,每种NVMe-oF协议都是特定场景下的最优解。

 宏杉科技—— 端到端NVMe的引领者

在NVMe-oF竞技场中,宏杉科技以“硬实力+软创新”破局——G3系列高端全闪存阵列实现全栈NVMe架构的深度优化:

● 采用第五代INTEL可扩展至强处理器革新硬件平台,实现PCIe 5.0端到端NVMe全闪存链路。

● 采用自研iNOF协议实现存储配置自动同步,即插即用,降低NVMe over RoCE部署门槛及管理复杂性,同时支持智能实时感知链路质量,链路故障时可动态切换路径,实现秒级故障转移,如同为RoCE装上自动驾驶系统。

未来,数据中心将向计算-内存-存储三级分层解耦架构演进,各级独立构建资源池、按需扩展。其中存储资源池将以NVMe SSD为核心,通过NVMe-oF协议向计算层提供延迟低至100us、高性能、可独立扩展的主存储池。 技术之河奔流不息,宏杉科技的实践证明,通过架构创新,能够打破存储领域 “高性能与易用性不可兼得” 的困局,让数据洪流化为数智时代的澎湃动能。

宏杉科技云计算、大数据存储研究院

宏杉科技云计算、大数据存储研究院,聚焦云计算与大数据存储核心技术攻关,积极探索AI等前沿技术与存储系统的融合适配,致力于构建自主可控、安全高效的智能存储底座,助力用户充分释放数据潜能,推动千行百业实现智能化转型。