华为的“少年天才”攀登者，出发向智能存储的“奥林帕斯山”

毕业季和招生季里的一次次“官宣”，让华为“天才少年”彻底出圈，也展现出了华为“凶猛”的技术人才进击态势。



大家在关注百万年薪的同时，可别忘记与顶级薪酬相匹配的顶级挑战。拿到高档offer的“天才少年少女”，都选择加入的华为存储相关领域，是十分值得关注的领域。



存储究竟有多重要？随着各行各业智能化的深入，数据基础设施自然也需要跟上节奏。越来越多的企业需要高效的数据存储与管理系统，来实现海量的数据管理与保护，为业务发展与经济增长提供保障。



而2019年，华为曾以“奥林帕斯奖”为名，鼓励科研人员积极创新，解决数据基础设施领域的技术难题。而火星的奥林帕斯山，是太阳系已知最高的火山，是珠穆朗玛峰的三倍，以此来类比，难度可想而知。





攀爬“太阳系之最”的技术高峰，自然需要专业且顶级的精英人才。所以，我们不妨暂时放下金光闪闪的高薪标签，来看看这些攀登者们是如何征服存储这座“奥林帕斯山”的。



远眺，万物智能的数据风景



拒绝腾讯、阿里和美国存储巨头西部数据的邀请，在四份offer中直奔华为的“天才少女”，选择与自己在校研究方向——新型存储介质(NVM，SMR)、数据库和键值存储系统——相契合的华为存储相关工作。



而天才少年也在接受采访中表示，最终选择加入华为，是希望能够和一群志同道合的人做有意义的事，怀抱理想让世界刮目相看。



存储如同圣杯，正在成为今天和未来的数据狂潮中全社会新的避难所，也吸引了众多年轻的有志之士为之奋斗。



目前看来，我们正在经历数据三变：



量级变大：数字化、智能化产业趋势的兴起，IoT设备逐渐变得无处不在，5G即将产生的超级联接，都让传统的IT基础设施面临着数据浪潮冲击；



价值变大：数据的存储与融通，已经从互联网产业的刚需，变成了各个行业未来业务增长的生产资料，5G+AI+云时代的新一代存储商业空间已经清晰；



产业之变：数据存储从底层承载平台，开始向数据流动、分析、利用的计算产业环节延伸，对硬件创新和软件迭代提出了全新挑战。



人类的智能时代已经笃定，新一代存储就成了必须翻越的山脉。



规划，向山顶迈进



在新一代存储设施的宏大挑战中，NVMe成了所有攀登者必须抵达的一座山峰。



2010年，NVMe（Non-Volatile Memory Express非易失性内存标准）标准接口协议诞生，就注定了会让挑战者高山仰止：



传统存储中连接固态闪存SSD的最典型方式SAS，吞吐量有限，随着存储介质性能百倍级以上的提升，已经成为限制硬件性能释放的天花板。



而NVMe则革命性地用简洁、直接的轻量级技术能力，释放了新的产业机会。



NVMe协议替代了原有的AHCI规范，并且软件层面的处理命令进行了重新定义，得以规范固态硬盘访问接口，去掉了SAS系统中的IO Scheduler和SCSI等复杂的协议层，利用多核处理器，降低协议交互时延。





与单队列SAS协议相比，NVMe协议可支持多达64K个队列，实现更高的并发处理。此外，通过PCIe直连，让CPU和NVMe SSD直接通信，比传统SAS架构更精简。有数据显示，如果采用SAS后端的SCSI协议，一次完整的主机数据写入请求需要通过4次协议交互，而华为NVMe全闪存只需要2次协议交互，处理写请求的效率比SAS全闪存高1倍，显著提高了固态硬盘的读写性能。



用一个类比来说，就是将原本草木丛生、人车畜共行的林间小道铲平了，修建一个更宽、更平坦的高速公路，数据自然能在上面快速流畅地通行。



根据Gartner预测，2022年NVMe SSD在存储中占比将达到52%。





听起来，似乎只要将这个新协议用起来就好了，有什么难的？攀登者在前往大本营之前，都会提前进行线路规划、了解即将面对的地形和可能的风险，而对于NVMe技术的落地，其存在的挑战就在于，想要一路给SSD“开绿灯”，并不容易。



首先，新技术从实验室落地市场，需要达到规模化应用的高能效比。NVMe SSD全闪存阵列在合理成本上发挥出它的性能极限，从单纯的注重性能发展到真实降低单位比特成本，才能吸引客户买单；



其次，需要完整的产业链支持，比如当时的全闪存阵列控制器架构都是为了适应机械硬盘而设计的，NVMe面临着软硬件适配、运维管理的重重阻碍。



另外，只有NVMe产品能够在企业业务中可以释放出真正的商业价值，特别是在分秒必争的企业场景，这就需要产品力的加持。



这些，都推动着攀登者们全面理解、步步为营、持续发力。



攀登，华为存储的三把“神兵”



在存储领域，传统的技术话语权柄一直被美国、日本等大国巨头厂商所把持。但变局在NVMe上发生了。



2018年，华为在中国存储与数据峰会上，发布了华为OceanStor 存储 Dorado系列，率先实现了全系列支持NVMe架构。



在达到这一成绩之前，华为也早已拿下了不少小的技术“据点”，比如发布了业内唯一端到端NVMe SSD盘、NVMe闪存控制器和NVMe全闪存操作系统等等。



智能存储的产业阶段，华为NVMe全闪存阵列，锤炼出了三把披荆斩棘、无往不利的“神兵利器”：



1.全面覆盖，化繁为简，指数级性能增长



华为更进一步，从网络、服务器、存储全部采用NVMe Over RoCE全IP组网设计，使用 TCP/IP 和 RoCE 来部署NVMe 闪存存储平台，让以往需要在多种协议（FC/IP/IB/PCIe/SAS）中复杂交互的局面，用NVMe一种协议完成了整个网的管理。



这样从前端网络连接、后端硬盘框连接、scale-out的控制器互联均采用同一种网络协议，其优势也显而易见：极大降低了存储时延，极致时延可达0.1ms；避免复杂的网络协议和规划，简化了数据中心和企业网络的部署和维护成本。





2.全面创新，端到端整体护航高可靠性



作为业界率先实现全系列端到端NVMe全闪存的厂商，华为自然也抢先交付出了一整套的产业价值。



以新一代OceanStor分布式存储、OceanStor全闪存、FusionData智能数据湖解决方案等为例，就基于智能无损网络和硬件，实现了数据在“采、存、算、管、用”整个生命周期的端到端整合和优化，将新一代存储技术更全面地融入数据基础设施。



为此，华为应用了一系列创新技术。



比如针对商用NVMeSSD盘必须快速在线更换的需求，避免暴力热插拔（PCIe surprise hot plug）可能导致的系统异常、业务中断，华为打造了智能无损网络和OceanStor全闪存联合NOF+增强方案，采用前端共享大卡在系统内实现故障自动巡检、即时感知、主动修复，链路故障感知时间只有1秒，端到端时延仅为75μs。与之相比，业内通用的NOF故障感知时间长达15秒，后者显然对于极大提升系统可靠性，保障端到端的稳定时延，起到了关键作用。



再比如，存储单点的可靠性往往需要采用双控冗余技术保障，但大部分厂商会放弃技术上较难的原生双PCIe端口，而选择另辟捷径，导致系统可靠性的降低。



而华为的解决方法是十年磨一剑，攻破了双端口技术，两个PCIe 3.0X2端口独立，互相不影响，为系统修复和异常处理提供了硬件基础，保证了系统双控冗余性，提升系统的可靠性。



为了解决硬盘重构时间增长，传统RAID技术无法保障系统可靠性，容易导致盘故障、数据丢失的问题，华为采用创新的RAID-TP软件技术，基于Erasure Code算法，将校验位做到支持1、2、3位可调，容忍同一个RAID组内1-3块盘同时失效，在3块盘同时失效的情况下能够容忍数据不丢失，业务不中断。这是目前美国戴尔、IBM等厂商都做不到的。





（华为支持NVMe Over Fabric的端到端方案）



3.软硬件结合，从工作流程、工具链、产品化的全面升级



要让数据在整个生命周期内都能满足时代诉求，面对的挑战还有很多。所以除了仅在硬件产品优化上做文章之外，华为也从底层出发，从工作流程、工具链到产品进行了全方位使能。



举个例子，华为率先在NVMe全闪存领域实现免网关双活方案，基于闪存的硬件和软件优化，双活时延达到1毫秒，性能业界最高，保障业务7*24高可用，并支持从双活方案平滑升级到3DC方案。



华为OceanStor 存储 Dorado系列还开发一系列自动化部署工具，把运维工程师从复杂繁琐的网络部署工具中解放出来，全面提升从网络规划到实施的易用性。加上人工智能技术智能预测故障、定位问题、实时健康度分析、分析性能和容量趋势等等应用，大大降低存储系统运行风险和运维成本，将存储管理效率提升5倍以上。



通过这一系列组合拳，华为正在将NVMe技术不断融入到存储阵列之中，在数字化升级的时代浪潮中，让各行业都能直观地感受前沿技术带来的体验质变。



冲顶，全球存储，中国时刻



不出意外，华为的技术攀登者们成功在一个个大本营胜利会师、安营扎寨。



在技术分析机构DCIG的《DCIG 2020年-2021年全闪存阵列购买指南》中，华为OceanStor存储Dorado系列占据C位，位列最佳推荐榜首，超越其他所有竞争对手。



全球权威机构Gartner公布的最新数据显示，2019年华为存储全球增速第一，成为市场中后劲最足的厂商。



在2020年第一季度全球存储供应商普遍出现营收下滑的背景下，华为存储逆势保持24.7%的高速增长，其中华为全闪存增长率高达45.1%，远高于市场平均增长率和其他竞争对手。





从2002年起步至今，华为存储从零创业，到如今拿下NVMe的技术高地，加速向全球市场冲锋，后劲都来自哪些要素？或许可以将其总结为华为存储的“四大能量”：



1.技术信念。华为在存储和硬盘领域钻研多年，是目前业界唯一自研存储控制器、SSD盘和存储芯片的厂商，充分了解数据存储的全流程，将这些经验应用在NVMe系统中，增长迭变速度越来越快；



2.创新意识。不断将新的技术、理念、工具融入到存储领域当中，全栈采用NVMe、芯片级端到端加速、SCM+分级/缓存技术、智能AI算法FlashLink等等，每一次创新都转化为向上攀登的强劲动能；



3.尊重市场。无论是人工智能、大数据、自动驾驶、区块链等先进领域，还是在医疗、制造、金融等传统行业，华为存储对各行业的数据困境都十分尊重，全系列NVMe的产品阵列，降低了用户使用领先存储技术的门槛，提供了更灵活、经济的选择，帮助更多企业快速推进数字化转型。



4.重视人才。华为在优秀人才的吸纳上从来都不遗余力，在科研上的投入甚至超过了当年的净利润。而从任正非的只言片语中我们知道，华为至少有700多名数学家，800多名物理学家，120多名化学家，六七千名的基础研究专家，6万多名各级高级工程师。华为华为18万员工中，有将近45%的人在从事基础研究工作。



从这个角度看，华为存储在全球市场的冲锋，看似是一场短跑冲刺，其实是一场绵延将近20年、砥砺前行的马拉松。



人类不断向火星发起探索，是用梦想自我定义能力上限的过程。而华为存储的一次次技术上探，其实是源于一个伟大梦想的无限延伸。