為了讓最有效的戰(zhàn)斗力量全力奔赴主戰(zhàn)場，作戰(zhàn)雙方不僅比拼陸海空三軍，還需要?jiǎng)訂T一切支持性的力量，例如碉堡、棧道等軍用建筑；例如運(yùn)輸鐵路、碼頭、燃料供應(yīng)站等軍用設(shè)施。一般說來，著名軍事基地往往代表強(qiáng)大的后勤力量，會(huì)和知名戰(zhàn)役一樣被人所熟知，比如珍珠港，既是美國海軍基地、也是二戰(zhàn)太平洋戰(zhàn)區(qū)著名戰(zhàn)役。

中國古語有云，兵馬未動(dòng)，糧草先行。后勤的重要性不亞于直接參與戰(zhàn)斗的作戰(zhàn)單元本身。在現(xiàn)代軍事格言中也有一句——“外行研究戰(zhàn)術(shù)，內(nèi)行研究后勤”。　

外行研究戰(zhàn)術(shù)，內(nèi)行研究后勤

信息社會(huì)也是數(shù)據(jù)的戰(zhàn)爭，個(gè)人和企業(yè)每天都在數(shù)據(jù)打交道，也就是在和存儲(chǔ)打交道。存儲(chǔ)無處不在，從計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的應(yīng)用，從移動(dòng)、嵌入式到汽車工業(yè)，從消費(fèi)類的智能手機(jī)、單反相機(jī)到U盤。每天，數(shù)據(jù)量正以驚人的速度增長。我們甚至可以這樣總結(jié)，幾乎所有科技產(chǎn)品都或多或少依賴存儲(chǔ)產(chǎn)品。

存儲(chǔ)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)與人工智能發(fā)展的大后勤。這個(gè)大后勤在不斷的進(jìn)化，體現(xiàn)為更智能、更快速、更大容量。

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大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)千呼萬喚存儲(chǔ)來

如果把大數(shù)據(jù)理解成山脈，一把泥土也蘊(yùn)含著信息量。在大數(shù)據(jù)中尋找信息的人，可以被比喻成淘金者，他們需要知道哪些礦石中儲(chǔ)存有價(jià)值的貴重金屬。如何才能成為一名熟練的淘金者，并有效地篩選、找到并識(shí)別這些礦藏？這里需要快速的數(shù)據(jù)分析來有效地提取重要的信息。為了更好地處理數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要有效的、延遲時(shí)間最短的閃存。

當(dāng)前的需求應(yīng)用場景包括小型可穿戴設(shè)備每天監(jiān)測人體數(shù)據(jù)的能力在不斷增強(qiáng)，無論是檢測心率和記錄睡眠，醫(yī)療設(shè)備監(jiān)測血糖水平和血壓。這些都需要閃存的助力。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量不斷提高，以及跟蹤患者健康狀況的工具不斷增加，每分鐘的數(shù)據(jù)量都在增加。

當(dāng)廣告商發(fā)廣告，要在社交媒體的新聞信息流中推送時(shí)，必須篩選所有可用數(shù)據(jù)，以做到興趣的精準(zhǔn)匹配。例如當(dāng)?shù)乩砦恢脼楸本┏枀^(qū)的用戶，在京東購物的中選擇了瀏覽北京地區(qū)商品的歷史記錄、又獲得了常用視頻軟件的訂閱數(shù)據(jù)和百度搜索數(shù)據(jù)。現(xiàn)在能夠做到快速將這些信息整合在一起，將用戶感興趣的汽車商品放置在瀏覽推薦首頁中。

如果用戶搜索歷史中有過“如何更改2018奧迪A8剎車片”的搜索歷史、又收藏了關(guān)于汽車品牌類別的短視頻，匹配到《極客汽車》收藏《購買剎車片一站指南》的文章，根據(jù)以上歷史數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以輕松地為當(dāng)?shù)氐钠嚺浼痰曛谱鲝V告。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展變得更加智能。再假如幾日后，支付寶交易數(shù)據(jù)將告訴我們，目標(biāo)用戶已經(jīng)購買了剎車片，這就太好了。下一步，廣告商可能會(huì)專注于預(yù)測該用戶可能需要千斤頂支架。

為了識(shí)別數(shù)據(jù)中的“黃金”、足夠快地分析這些數(shù)據(jù)，能夠創(chuàng)造看得到的價(jià)值，給人類生活帶來便利，給企業(yè)帶來高效。為了持續(xù)提升便利以及智能化水平，企業(yè)客戶與數(shù)據(jù)中心需要更快更高效的企業(yè)級(jí)智能存儲(chǔ)解決方案。

歸根結(jié)底，大數(shù)據(jù)時(shí)代，海量數(shù)據(jù)不僅對(duì)存儲(chǔ)空間需求與日俱增，隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的涌現(xiàn)，傳統(tǒng)機(jī)械硬盤在性能上已無法滿足。企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤（EnterpriseSolid State Drives，ESSD）高傳輸速率、低延遲、低能耗、低噪音、抗震等優(yōu)勢正逐步在數(shù)據(jù)中心、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等領(lǐng)域需求快速增長。固態(tài)硬盤所用的閃存是硅半導(dǎo)體行業(yè)的高技術(shù)結(jié)晶。沙子中的二氧化硅經(jīng)處理制取高純硅，熔煉成硅錠并切割成圓片，形成了晶圓的最初形態(tài)。硅基的這種復(fù)雜性，給技術(shù)創(chuàng)新留下了想象空間。固態(tài)硬盤，可以簡單理解為加了控制器的閃存，控制器的性能影響閃存速度。可以更簡單的理解為固態(tài)硬盤主要由主控芯片+閃存顆粒組成。

圖一：企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤總體市場

市場普遍分析認(rèn)為：固態(tài)硬盤市場屬于成熟時(shí)期，三星獨(dú)步固態(tài)硬盤市場已經(jīng)是不爭的事實(shí)。就2018年***季度的數(shù)據(jù)顯示，三星以39.1%穩(wěn)居***把交椅，英特爾緊隨其后17.7%。39 年的發(fā)展歷程美光（Micron）擁有10.9%的份額。即使不細(xì)數(shù)英雄榜的后幾位，我們也可以明顯觀察的到，這是一個(gè)被國外巨頭壟斷的市場。

圖二：2018年***季度企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤供應(yīng)商市場份額

圖三：全球企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤接口趨勢

圖四：全球企業(yè)級(jí)PCIe固態(tài)硬盤出貨量

企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤現(xiàn)階段有三種接口，PCIe是快速增長的部分。

楊亞飛博士關(guān)于企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤的技術(shù)問題：

問題一：簡單來講，存儲(chǔ)分成兩類，機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤，固態(tài)硬盤的性能和功耗都比機(jī)械硬盤要好很多，性能是快了十倍的，為什么過去沒有推廣開？

答：是被固態(tài)硬盤的價(jià)格所止步，隨著每單位GB容量的增加，價(jià)錢成倍增加。

問題二：為什么判斷未來幾年企業(yè)級(jí)市場會(huì)有一場非常大的突破？

答：到目前為止，所有的數(shù)據(jù)中心包括國外的亞馬遜、微軟、Facebook，國內(nèi)的滴滴、京東，目前企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤使用比例占到整個(gè)存儲(chǔ)總量低于百分之二十，因?yàn)橐紤]成本，能夠用機(jī)械硬盤的都用機(jī)械硬盤，但未來幾年閃存顆粒介質(zhì)一直在革命，過去的SLC到MLC再到TLC，后來是3DTLC，三十二層到六十四層，今年的主流是六十四層，明年就是九十六層，2021年大概會(huì)有一百四十層，而且每個(gè)GB的價(jià)錢會(huì)迅速回落。

問題三：固態(tài)硬盤的主控芯片是不是技術(shù)瓶頸？

答：不是。

主控芯片確實(shí)非常關(guān)鍵，一方面是連接了閃存顆粒，閃存顆粒可以理解為裝數(shù)據(jù)的倉庫。主控芯片就是管理員，要把主機(jī)從服務(wù)器端來的數(shù)據(jù)放到倉庫，主機(jī)讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候可以把倉庫當(dāng)中的數(shù)據(jù)送出去，另一方面是連接主機(jī)，支撐主機(jī)上面的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能各種各樣的應(yīng)用。兩邊實(shí)際上技術(shù)進(jìn)步都很快，中間存儲(chǔ)管理和控制實(shí)際上還是用著相對(duì)比較落后的技術(shù)。隨著技術(shù)的演進(jìn)，主控芯片的運(yùn)算速度越來越快，存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量也越來越大，主控芯片和存儲(chǔ)器都進(jìn)步很快，中間存儲(chǔ)管理和控制技術(shù)還相對(duì)比較落后，需要技術(shù)創(chuàng)新與變革。

問題四：計(jì)算、存儲(chǔ)和智能的融合是未來的趨勢嗎？

答：是的。

現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了把計(jì)算和很多其他智能的元素放到了固態(tài)硬盤的主控芯片上面。以前計(jì)算和存儲(chǔ)是分離的，存儲(chǔ)和顯示都是處理器的外部設(shè)備，我們認(rèn)為到了人工智能和大數(shù)據(jù)時(shí)代，存儲(chǔ)和計(jì)算是融合的，因此***在存儲(chǔ)盤上開始實(shí)現(xiàn)部分計(jì)算。為了夯實(shí)功能，要把最基礎(chǔ)的、通用的計(jì)算做好。比如數(shù)據(jù)格式算法、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在盤里查詢，以及數(shù)據(jù)的排序等在固態(tài)硬盤上來完成，能不能做好是存儲(chǔ)領(lǐng)域未來的一次革命。

問題五：如何用機(jī)器學(xué)習(xí)解決延長閃存顆粒的壽命？

***、我們先了解一下固態(tài)硬盤的死法，才能更好的理解什么是延長壽命。

簡單來講，閃存顆粒是分成很多塊的。比如采購的一個(gè)顆粒分為成百上千塊，每塊又是分成頁為單位的，每一頁可以理解為就是一個(gè)黑板，數(shù)據(jù)來了以后就可以迅速往上面寫字，一頁寫滿再寫下一頁。存儲(chǔ)有一個(gè)很大的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)總是在更新，比如寫了一個(gè)Word文檔一直在存，大概有上百個(gè)版本，上百個(gè)拷貝，新的拷貝進(jìn)去以后舊的拷貝就沒有用了，變成了垃圾。理想情況是垃圾是可以刪除的。但實(shí)際上硬盤上不是這樣操作的，不是實(shí)時(shí)刪除，如果有新的拷貝來了，舊的拷貝標(biāo)記一下就變成垃圾了，這樣有效數(shù)據(jù)與無效數(shù)據(jù)就混在一起。

閃存的擦除有一個(gè)整塊充放電的過程，充放電以后這一塊就沒了。但是問題來了，一個(gè)塊當(dāng)中的頁不都是垃圾，因?yàn)閿?shù)據(jù)是按順序?qū)戇M(jìn)來的，我們寫的Word文檔分到這里可能就是垃圾，但是照了一張相進(jìn)來放在這里就不是垃圾，所以每次回收的時(shí)候就變成了把有用的數(shù)據(jù)搬到旁邊的倉庫，再回收。小小的一塊盤里面的遷徙過程相當(dāng)于引入了多余的寫入的工作，反復(fù)工作，累死方休。每一塊的擦寫次數(shù)是一千次到三千次，超過這個(gè)次數(shù)就被擊穿了，這個(gè)塊就壞掉了。

第二、如何降低這種擦寫次數(shù)是存儲(chǔ)領(lǐng)域最重要的環(huán)節(jié)，考慮使用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法是關(guān)鍵。數(shù)據(jù)一進(jìn)來就開始預(yù)測這個(gè)數(shù)據(jù)的生命周期是多長。可以比喻為：不求同年同月同日生，但求同年同月同日死。就是把相同生命周期的數(shù)據(jù)整合管理，比如四十八小時(shí)、七十二小時(shí)內(nèi)的數(shù)據(jù)肯定會(huì)被新的代替，變成垃圾，把這些數(shù)據(jù)放到一個(gè)塊里面，將來一次性回收是最干凈的，大大降低多余的寫入工作，效率大大提升。這個(gè)方法用數(shù)據(jù)中心提供的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集做了大量仿真和測試，效果還是非常驚人的，達(dá)到了三到五倍以上。

問題六：消費(fèi)級(jí)的顆粒和企業(yè)級(jí)顆粒有何區(qū)別?

通常消費(fèi)級(jí)的顆粒的生命要比企業(yè)級(jí)的壽命短很多。

使用一塊固態(tài)硬盤放到筆記本電腦當(dāng)中，假如是1TB的硬盤，里面每個(gè)顆粒的擦寫次數(shù)只有五百次，什么時(shí)候這塊硬盤會(huì)壞掉？需要500TB的數(shù)據(jù)，就是往里面寫500TB以后這個(gè)數(shù)據(jù)完整地壞掉了，因?yàn)槊恳粔K都被擦寫了500次。今生今世就這500次。筆記本電腦不會(huì)遇到這樣的一天，因?yàn)橐话闫渌胤綁牧擞脖P還用不壞，所以這就是為什么存儲(chǔ)廠商會(huì)把質(zhì)量相對(duì)較低的閃存用于消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品。

企業(yè)級(jí)的閃存為什么壽命一般都要很長？從閃存出廠測試與參數(shù)配置方面，會(huì)與消費(fèi)級(jí)不一樣；另一方面因?yàn)橐慌_(tái)服務(wù)器可能支持成千上萬的用戶，企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤不間斷的高強(qiáng)度工作，反復(fù)擦反復(fù)寫，就是這樣的一個(gè)過程。

綜合來看，消費(fèi)級(jí)閃存和企業(yè)級(jí)閃存有不同的應(yīng)用場景，當(dāng)然也會(huì)有不同的成本，我們會(huì)研究如何把一個(gè)等級(jí)的閃存用好，如何用到高等級(jí)的產(chǎn)品上。

問題七：人工智能如何在固態(tài)硬盤上體現(xiàn)？

通俗的說，使固態(tài)硬盤變得越來越聰明。搬運(yùn)工的學(xué)習(xí)能力原來可能是小學(xué)生的水平，升到了大學(xué)生的水平，要有一個(gè)運(yùn)籌學(xué)和優(yōu)化在里面，這是人工智能在固態(tài)硬盤上的具體體現(xiàn)。產(chǎn)品是在服務(wù)器上放著的，不是消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品，是企業(yè)級(jí)別的。人工智能在固態(tài)硬盤上的應(yīng)用講起來比較龐雜，我舉兩個(gè)例子。***、比如固態(tài)硬盤對(duì)主機(jī)端IO的行為學(xué)習(xí)，可以做到隨機(jī)場景下的預(yù)取，因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用場景從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度，是可以找到規(guī)律的，這樣可以提升固態(tài)硬盤的性能，這就是機(jī)器學(xué)習(xí)算法在固態(tài)硬盤上的應(yīng)用。第二、再比如固態(tài)硬盤上如果有一些計(jì)算功能的話，可以減輕主機(jī)CPU的負(fù)擔(dān)，因?yàn)楹芏喙ぷ鞫际窃诠虘B(tài)硬盤上面已經(jīng)完成了，無需勞駕CPU，數(shù)據(jù)送上去的時(shí)候量就會(huì)大大減少，也會(huì)減少整個(gè)計(jì)算機(jī)的PCI總線傳輸量，一石二鳥，效果是系統(tǒng)性的提升。

閃存是基本的存儲(chǔ)單元，實(shí)際上是通過電壓區(qū)分的，一開始區(qū)分度是非常好的后來越來越模糊彼此之間的界限，可能會(huì)出現(xiàn)比特反轉(zhuǎn)。這時(shí)候，就有很多可以提高的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，把這些技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)處理好以后，這一塊固態(tài)硬盤就會(huì)變得非常聰明，而且它的成本也會(huì)降下來。數(shù)據(jù)戰(zhàn)爭中，存儲(chǔ)是重要的后勤力量。技術(shù)發(fā)展這個(gè)大后勤不斷的進(jìn)化，需要我們不斷的努力。

楊亞飛博士簡介：

美國羅德島大學(xué)電子工程博士，微電子與信息安全專家，曾任美國高通公司（Qualcomm）***科學(xué)家辦公室高級(jí)主任，負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)芯片、智能手機(jī)芯片、服務(wù)器芯片、汽車芯片、路由器芯片等產(chǎn)品安全。也是美國白宮72億美元國家寬帶計(jì)劃評(píng)審專家，2010年，收到時(shí)任美國商務(wù)部長駱家輝感謝函，表彰其為美國經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇所做貢獻(xiàn)。2009到2016年間，多次擔(dān)任國際智能、安全、大數(shù)據(jù)會(huì)議主席。現(xiàn)任深圳大普微電子科技有限公司CEO。