原创 CCF发布《数据中心Diskless架构》白皮书中科驭数参与联合主编

 2022-12-30 11:56  1071 9 9 分类: 处理器与DSP

12月22日，由中国计算机学会（CCF）信息存储专委会主编，天翼云、中国电子云、中科驭数、华为等十余家企业联合撰写的《数据中心Diskless架构》白皮书正式发布。白皮书系统阐述了Diskless架构产生的背景，详细介绍了Diskless架构的组成部分、关键技术，以及在典型行业的应用场景，并展望了未来的发展机遇。中国工程院院士郑纬民表示：“《白皮书》系统地梳理了数据中心架构转型的背景和挑战，提出了一种新的数据中心架构模式——数据中心Diskless架构。我相信这是一次非常有意义的探索，这份研究对于相关决策部门、企业界、学术界具有很好的启示和参考意义。”

传统数据中心体系架构是典型的多级分层架构，从服务器到网络到存储，每一层都独立围绕CPU、内存、总线、硬盘等组件构成的完整计算机系统。当新的数据应用出现的时候，为了快速部署和尝试新业务，企业通常采用最简单的应用与本地盘耦合的服务器一体化架构。然而，计算、存储等硬件资源发展速度不均衡，算力生命周期和数据生命周期的差异越来越大，导致传统IT架构存在扩展不灵活、资源闲置、利用率低下等问题，且无法满足业务数据共享访问的需求。在新业务挑战、硬件技术快速发展等多重因素驱动下，Diskless架构迅速兴起。Diskless架构将服务器本地盘拉远，构成Diskless的服务器和远端存储池，将原有架构的多级分层资源彻底解耦池化和重组整合，真正实现各类硬件的独立扩展及灵活共享。此外，Diskless架构突破了传统以通用CPU为中心的处理逻辑，使数据处理等CPU不擅长的任务被专用加速器、DPU等替代，实现能效比最优的硬件组合。

▲ 传统存算分离架构与Diskless架构对比

白皮书中指出：面向云和互联网行业，Diskless架构在虚拟化、数据库、大数据、容器等场景加速资源池化共享，提升了资源利用率、可靠性及扩展性，帮助企业降本增效、快速迭代；面向高性能计算HPC场景，Diskless架构实现了资源的按需分配和扩展，进一步提升了系统资源使用效率，同时还可以隔离故障，提升系统可靠性。中科驭数高级副总裁张宇提及，在数据快速增长的挑战与降本增效的诉求长期共存的情况下，数据中心采用高效集约、分离池化的Diskless架构的趋势不可阻挡。DPU的涌现给Diskless的奠定了硬件基础，同时Diskless架构的不断发展也会促进Diskless能力的增强。

谈及Diskless架构为DPU厂商带来的启发，张宇表示，Diskless架构将数据存储和访问等操作从通用处理器剥离，卸载到以DPU为代表的专用处理器上，与通用处理器相比，能以更低的功耗处理更多的数据，从而释放CPU算力、提升算力能效比。Diskless架构对网卡型厂商来说，是一个很好的机遇，与盘框厂商和系统厂商的EBOF或微存储等结合可以实现端到端解决方案，为云端、数据中心带来加速、安全的基础设施。构建数据中心Diskless架构，目前仍面临技术、生态方面的挑战，一些领域还处于探索阶段。如何与现有生态应用进行结合与上层应用协同，需要产业界、学术界专家共同探索解决。

当前，天翼云、中国电子云、中科驭数、华为、大普微等企业已积极投入到Diskless架构的实践中。中国计算机学会（CCF）信息存储技术专委会主任舒继武表示：“未来，Diskless架构将凭借其灵活的架构、精细化的资源利用率、绿色低碳的能耗比等优势，帮助数据中心破解算力浪费、绿色集约的难题，迎来数据中心产业变革的新机会。”