中国存储的千钧一战

脑极体

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· 3月11日

此时我们正经受风险,此时我们正迎来机遇。

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中国存储的千钧一战

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图片来源@视觉中国

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文 | 脑极体

近几年来,无论是企业、院校遭遇的不公对待,还是国际局势风云突变,都让人愈发清晰认识到科技自立的重要性。尤其是基础信息技术的自主可控,在整个数字经济大厦中起到地基的作用。一旦遭遇风险,后果难以估量。

信息产业的三大基础技术是存、算、网。

在网络方面,中国曾经经历过交换机七国八制的时代,最终力挽狂澜完成了产业自主化。如今无论是光纤还是5G网络,都已经成为中国骄傲。而计算技术的核心芯片,是近两年最受关注的科技领域,其重要意义与发展必要性可以说是妇孺皆知。

有没有发现,在三大领域里我们最不了解的就是存储?我们每天都在PC、手机、云端应用着存储,但对于中国存储的发展现状与挑战,绝大多数人一无所知。

刚刚,在2022全国两会期间,全国人大代表、华中科技大学计算机科学与技术学院院长冯丹提出了《关于加快自主创新的先进存储产业升级,为数字中国提供安全仓库的建议》。透过这份建议,我们可以了解到中国存储产业的发展境遇,以及高悬在中国若干ZB数据之上的达摩克利斯之剑:

如果存储出现断供等外在风险,中国应该如何应对?

如果不想等到问题爆发再思考亡羊补牢,今天可以去做些什么?

透过《建议》中展示的数据与所阐释观点,我们可以还原出一场中国存储的千钧一发之战——此时我们正经受风险,此时我们正迎来机遇。

千钧:存储不能成为中国科技的达摩克利斯之剑

数据众多,数据价值丰厚,一直都是中国科技引以为傲的事情。但如果考虑到数据经济完全建立在不稳固的基础设施供应链上,那可能就需要三思而后行了。

根据Gartner等数据机构发布的数据,中国存储产业规模在2020年上游芯片与介质超过1400亿元,中游存储整机和下游服务超过3400亿元。到2025年,中国存储产业直接投资总额将超过万亿级规模。

而与巨大存储产业相匹配的,是中国数据量空前巨大。根据IDC发布的报告,中国整体数据量到2025年将达到48.6 ZB,占全球数据圈规模的27.8%。

然而超过万亿的存储产业,全球最大规模的数据存量,其绝大部分基础却建立在两三家美国、日本提供的产品上。目前,中国市场所用的存储以机械硬盘为主,而西部数据、希捷、东芝是全球唯三能够提供机械硬盘的公司。其中两家美国公司西部数据和希捷,占到了全球机械硬盘销售份额的80%以上。而在这样的局面背后,是整个机械硬盘的产业链高度集中。在数字经济持续发展的前提下,必须考虑存储的多元化供给与可持续供应。

对存储有了解的朋友会知道,机械硬盘之外应用最广泛、市场接受度最高的存储介质是闪存介质。基于闪存介质的固态硬盘是公认的新一代存储介质,在很多方面都领先于机械硬盘;在数据中心,全闪存存储系统正在逐步替代机械硬盘存储系统。那么这个领域中国存储就能高枕无忧了吗?

很可惜并非如此。虽然中国产业链已经掌握了全闪存存储系统的关键技术,可以确保这一领域实现自主可控的产业供给,但由于闪存硬盘价格较机械硬盘更高,导致全闪存在中国的普及率非常低。根据Gartner/IDC的数据统计,美国全闪存占比已经达到了56.4%,全球平均水平是41.3%,但中国仅仅有20.3%。尤其是关乎国计民生的重要行业,比如政府、通信、金融等等,全闪存占比不到15%。而在全闪存占比较低的前提下,是国内大量全闪存产品也依赖进口。比如2020年数据显示,全国重点行业全闪存产品中有70%到90%依赖进口。

也就是说一旦发生极端情况,非但机械硬盘缺乏可靠性,全闪存也会发生重大风险,目前的全闪存设备将难以扩容和维护。而国产全闪存体量是不足以支撑如此巨大数据量进行迁移的,中国的数据安全依旧问题严重。

机械硬盘彻底被美国公司掌握,全闪存普及率低,全闪存高度依赖进口,成为了悬在中国数字经济之上的达摩克利斯之剑。真有系千钧于一发的感觉。

冯丹院长提出“加快自主创新的先进存储产业升级”就是看到了这样的产业安全背景。那么这种情况是否可能被改变和扭转呢?

好在是有的。

此刻:推动先进存储,天时地利人和的一战

就像所有科技产业推动自主化一样,存储产业的自主可控需要思考这样几个问题:是否有产品供给能够满足自主要求?替换产品是否拥有与进口产品一样的技术体验?替换对于企业和政府来说会不会导致成本激增?

想回答这些问题,必须看到此刻中国存储迭代与走向自主可控的“天时地利人和”三要素。

天时:先进存储迭代是大势所趋。

科技产业的核心逻辑是旧路不挡先路。如果企业没有替换动机,强行推动产品替换势必难以持久。然而就在全球供应链开始紧绷,科技断供风险开始扩大的时候,中国存储产业迎来了一个难得的迭代机遇:先进存储到来了。

冯丹院长认为,所谓先进存储包含两方面的含义,一是能够满足产业更新换代的存储产品,二是具有先进技术优势的存储产品。

而目前从中国存储产业的局面来看,从这两方面都可以满足先进存储的定义。从产业需求上看,大数据、互联网、AI技术的繁荣导致数据爆炸,对存储的要求也越来越严格。不仅是存储体量的拓展,还有对存储性能、效率、容灾备份能力的要求。这导致存储市场需求在高速迭代。

另一方面,目前闪存硬盘较比机械硬盘的技术优势正在全面释放,尤其对于数据中心、行业存储等大型场景来说,全闪存存储系统更替已经具备了绝对的必要性。与此同时,存算一体、分布式存储等新的存储技术涌现出来,导致存储产业迎来了爆发期。

不仅存储介质发生了重大迭代变化,存储系统的迭代效应也在持续发展。中国企业已经可以满足用户高性能、低时延、高弹性等系统需求,提供安全可靠、简单高效的存储系统。

二者结合,新一代存储出现已经是大势所趋。这个全球科技产业的迭代周期,是中国提高存储安全性的绝佳机遇。

地利:中国存储产业供需适配基本完成。

有了产业周期中的供需机遇,我们还需要知道自主产业是否能够抓住这个机遇。目前来看,中国存储产业在全闪存领域已经掌握了核心技术,并且可以持续推出有全球化竞争力的产品。华为、浪潮、新华三等企业形成了头部引领效应,与海外品牌相比保持了足够的竞争力。在高性能存储、数据湖、混合存储等领域,中国存储产业已经有了完善的产品布局和产业迭代能力。

中国存储产业面向中国存储需求,已经基本完成了供需适配,产业链整合。所需要的是推动和推广。无需等待,就可以快速以低成本的先进存储方案迭代大多数存储场景,这就是中国存储产业在今天的“地利”。

人和:产政学研方向与社会意愿相统一。

任何科技领域实现自立,都离不开最模糊却也最真实的推动要素:人心向背。

对于中国存储来说,更换和迭代确实并非朝夕之功。但今天已经看到了这个方向属于整个中国社会的统一意愿,具有某种程度上的不可逆性。

从产学研合作上看,头部存储品牌的发展、产业链的完善,以及各大院校的重视,推动这一领域的产学研合作不断充分。各个领域的联合实验室陆续落成,新的技术难关不断在产学合作下攻克。

而从政府与政策导向上看,先进存储替代符合科技自立的国家战略,对国家数据安全与科技自主具有不可替代的作用。同时,全闪存在能耗与环保等方面价值明显,符合国家的“双碳”发展目标。

产政学研发展意愿统一的同时,可以看到整体中国社会对科技自立,突破“卡脖子”的热切愿望与殷切期待。这样的意愿可以推动广大企业、头部行业展开行动,加速完成存储的自主化替换与全闪存升级。

人和难以量化,但人和往往有最大的力量。

在这样的产业局势与环境因素下,有理由相信接下来存储将打破沉默,更加明晰地走到台前。从先进存储提议登陆两会就可以看出,存储产业的聚焦力度增长加大。而面向未来,中国完成先进存储迭代至少有三大“加速度”可用。

嵌合:中国存储的三大加速度

整体而言,存储迭代的核心是设备硅进磁退,完成大规模的全闪存替换。而推动这一行动快速准确进行实践,需要政策、市场、产学研融合等一系列力量的推动。那么这些力量从何而来?

究其根本,来自自主存储产业能够与整个中国数字经济发展的目标相结合,不仅是因风险而替换,更是因需求而发展。自主存储的替换不是揠苗助长,而是与整体经济发展多元化嵌合在一起,能够获得各方面的动力支撑。

加快先进存储研发、生产与应用节奏,目前可以看到三大主要的加速度来源。而这些方向恰恰也是今天中国科技发展的主流所指,是社会经济的向心力所在。

加速度一:东数西算,要求存算适配。

东数西算是2022年中国科技第一个爆火的名词,这个概念的产业核心在于新型数据中心的发展与建设。而数据中心升级中,存储升级的价值与计算升级相当,占据了新型数据中心半壁江山。东数西算进程中,无论是数据中心改造升级,还是新数据中心建设,都应该统筹考虑存算体系,避免资源浪费。并且应该侧重对数据中心绿色环保与安全容灾的考虑。在这两方面,先进存储都具有明显的技术优势。根据相关数据,当数据中心闪存利用率达到50%以上,数据中心能耗可以极大降低。如果将中国数据中心全面替换为闪存介质,那么一年可以节省下来四个葛洲坝的发电量。

存算适配,数据中心节能环保发展,是未来中国发展集约型计算的核心思路之一,也是先进存储加速发展的最重要平台。

加速度二:科技自立,推动本土市场发展。

科技自立的发展目标与长期战略规划,必然要求本土市场建立持续的多元化供应与可靠产业链,这将加大自主可控产品超前部署的效率,为更广泛商业市场进行探索与表率。国内先进存储发展到今天,已经基本掌握了存储市场所需要的核心技术,并且进行了市场有效验证。接下来在科技自立的大趋势下,存储市场的商业活力正在增强,进而推动整个社会的数据基础设施加快存储替换迭代。

加速度三:数字中国,推动存储赋能千行百业。

十四五规划中明确提出了数字中国的建设目标与建设任务,其中利用新一代数字技术赋能行业,激活实体经济活力是重中之重。在这个过程中,不仅5G、AI能够起到推动作用,先进存储同样可以提升产业效率,推动行业生产力发展。尤其在政府、金融、能源、科研等领域,先进存储不仅具有明显的安全优势,还在效率、容灾、大数据适配等环节提供关键支撑。像自动驾驶这样的产业空间,一辆测试车辆每天就会产生海量数据。这些数据的有效学习与利用都离不开数据湖产品的支撑。

接下来伴随着数字中国建设的不断发展,重点行业与重点单位可能会制定全方位的先进存储需求,推动设备应换尽换。随后,先进存储的价值还可以透过数字化场景渗透到更广泛的产业市场中,普遍推动千行百业的数字化建设。

自主可控,能够长期持续发展的先进存储产业体系,不仅有助于解决眼前的燃眉之急,更对把握新一轮科技革命的历史机遇有着重大意义。

这是中国存储的紧要关头,也是中国存储的最大机遇。

我们没有理由继续沉默,是因为胸腔里淌着惊雷。

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