在企业级存储领域，传统的机械硬盘（HDD）一直是数据中心的主要存储产品。近年来，全闪存存储（SSD）开始大量进入企业的数据中心，已然出现替代机械硬盘的趋势。那么，为何全闪存存储备受关注？与传统机械硬盘相比，除了性能之外，全闪存存储还有哪些优势？接下来，我们进行一下细致地分析。
一、海量数据+人工智能推动全闪存存储发展
指数级增长的海量数据是推动全闪存存储普及的最主要推动力。据IDC全球DateSphere和StorageSphere预测，未来5年内我们所创建的数据，将超过自数字存储面世以来的总数据量的2倍。
在高速增长的海量数据当中，以文档、图片、影音等为主的非结构化数据为主。随着全球数字化时代的到来，各种来源（包括社交媒体、传感器和物联网设备）的数据激增，人工智能技术的进步，特别是生成式人工智能的出现，迫切需要高性能、低延迟的存储解决方案。为此，全闪存存储成为了救世主，重新定义了组织管理、分析数据并从数据中提取价值的方式。
除此之外，随着“碳中和”“碳达峰”战略的发布，企业需要构建更加绿色环保的存储系统，以此来满足“双碳”排放的要求。与机械硬盘相比，全闪存存储在能耗上也有着较大的优势。
可以说，面对人工智能和大数据对于存力的需求，企业正面临史无前例的挑战，解决难题的关键就是要通过打造更加高效的全闪存存储解决方案来满足企业需求。
二、相比机械硬盘，全闪存存储拥有更多优势
与机械硬盘相比，全闪存储在性能方面有着更大的优势。实际上，全闪存存储不仅仅有着更高的性能、更低的延迟，还具体以下四个方面的优势。
一）延迟更低，性能更强
从实时分析到云计算、AI计算等任务，机械硬盘由于采用了旋转磁盘读写数据的方式，受物理方式的影响，数据的读写速度较慢，已经成为数据中心性能的瓶颈。相比之下，基于固态技术的全闪存采用电子读写的数据存储方式，由于没有机械部件，从而大大提高了读写速度，因此拥有更高的性能和更低的延迟。
随着技术的发展，全闪存存储的带宽可以达到7GB/s，是HDD的28倍，单块NVMe SSD的性能已达到百万级IOPS，性能越来越强，这也成为越来越多企业和机构选择全闪存存储的重要原因。
二）密度更高，容量更大
随着技术的不断发展，全闪存也从SLC发展到MLC、TLC，再到QLC和PLC，每一个单元存储的数据越来越多。随着3D NAND技术的不断突破，全闪存存储的容量也在不断提高。
今年，韩国SK海力士已经开发出其最先进的NAND闪存芯片，该芯片由238层存储单元组成。SK海力士称新的238层芯片是最小的NAND闪存芯片，数据传输速度相比上代产品提升50％，读取数据消耗的能量降低21％。
此外，三星电子宣布计划在明年生产第 9 代 V-NAND 闪存，据称这款闪存将采用双层堆栈架构，并超过 300 层。SK 海力士同样表示将进一步完善 321 层 NAND 闪存，并计划于 2025 年上半期开始量产。另外有消息称，西部数据和铠侠这两家公司的工程师正在寻求实现8平面3D NAND设备以及超过300字线的3D NAND IC。
除了闪存芯片技术的不断突破之外，由于闪存的体积更小，在相同的体积内能够容纳更多块SSD，因此采用闪存打造的存储产品，在同样的体积内，拥有更高的存储密度。以OceanStor Pacific 9920全闪存分布式存储产品为例，其单盘支持 30.72TB，2U 空间可提供 768TB 容量。
三）功耗更低，易于散热
众所周知，机械硬盘在数据读写过程中，机械马达和盘片在高速旋转过程中，不仅需要更高的电力供应，而且在工作过程中还会产生大量的热量。虽然相较于CPU、GPU而言，机械硬盘的能耗仍旧较低，但对于数据中心用户，尤其是对于较大规模的数据中心而言，由于装机量较大，因此就会产生巨大的能耗。数据显示，每一块全闪存相较于HDD， 能耗可节约 33%。OceanStor Pacific 9920全闪存分布式存储由于采用高效数据缩减算法，每 TB 功耗低至 1.04W。
我们知道，目前大部分数据中心仍旧采用风冷的散热方面，空调、风机等散热设备已经成为数据中心最大的能耗支出。由于全闪存存储的功耗更低，因此产生的热量也要比HDD少很多，这对于大型数据中心而言，除产品本身能够有效降低能耗之外，也会降低数据中心整体散热所产生的能源支出，这将为构建绿色数据中心带来更好的帮助。
四）可靠性高，坚固耐用
由于传统硬盘采用了机械的设计，在旋转盘片和读/写磁头的过程中，很容易受到物理磨损。除此之外，磁头和盘片这些精密的组件，也很容易受到外界振动的影响，产生物理损坏。
相比较之下，闪存基于固态技术，从物理属性上来讲更加坚固耐用，抗冲击和振动的能力更强，能够确保数据中心可以在不太理想的条件下运行，而不会影响存储信息的完整性。
除此之外，全w闪存存储采用磨损均衡算法在存储单元之间均匀分布数据写入，能够通过缓解可能导致过早故障的“写入耗尽”问题来延长闪存设备的使用寿命，能够帮助数据中心延长运营效率并最大限度地减少停机时间。因此，全闪存存储的耐用性也是使其成为吸引数据中心用户的有利选择。
三、全闪存存储适合哪些应用场景
在笔者看来，目前高性能计算和边缘计算，是全闪存存储两大最主要的应用场景。
一）高性能计算
从上半年充满百花齐放的生成式AI和通用大模型，到下半年众多垂直领域的大模型的崛起，以模型为核心的应用正在由理论上的构想推进到深度实际的落地。庞大的数据量对存储性能提出了更高的要求，这就需要全闪存存储予以支撑。
可以说，在生成式AI风潮下，存储需求正在发生根本性变革。面对不断增长的数据总量，以及对于数据实时性的需求，在高性能计算数据中心部署全闪存存储已经成为最主要应用场景。
二）边缘计算
无论是工业领域的各种物联网设备，还是自动驾驶领域的智能车载设备等等，随着5G、物联网等技术的成熟，越来越多数据需要在边缘进行处理。全闪存存储凭借着高性能、低延迟、低功耗等优势，成为边缘计算的首选产品。
因此，在边缘端部署全闪存存储，不但能够提高设备的响应能力，加速数据的分析与处理，而且拥有更低的功耗，更加坚固的可靠性，将成为工业、智能驾驶、金融、医疗等行业的首选产品。
写在最后：
当前，市场对闪存的需求出现了爆发性的增长，尤其是在生成式AI爆火以来，存储行业的增长曲线陡峭了起来。工业和信息化部、中央网信办、教育部、国家卫生健康委、中国人民银行、国务院国资委等六部门近日联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，其中提到，加速存力技术研发应用，实现存储闪存化升级，进一步提升我国全闪存技术竞争力。
可以说，无处不在的数据服务需要更高性能、更可靠、更绿色节能的数据存储。随着闪存技术的不断升级，越来越多的数据中心开始关注并部署全闪存存储解决方案，越来越多的应用场景需要全闪存储予以支撑，这也将更好地推动闪存存储市场的发展。
