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世界上第一臺計算機叫什么？很多人可以不假思索地回答——“埃尼阿克” (ENIAC)。

那么，“埃尼阿克” 最初被用來干什么呢？少有人知道，1946年，“埃尼阿克” 是為了解決彈道計算問題而生，賓夕法尼亞大學花費40萬美元巨資才研制出“埃尼阿克” ，當時的計算機是一種戰(zhàn)略物資。

在很長一段時間后，個人PC的普及才讓計算機逐漸進入大眾視野，IBM和Apple都是第一代家用電腦廠商，而計算機作為戰(zhàn)略物資的屬性以另一種名字保留了下來，也就是 HPC (High Performance Computing，高性能計算)。

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HPC成為計算機科學的一個分支，使用超級計算機和并行處理技術解決復雜計算問題，主要瞄準大規(guī)模科學問題的計算和海量數(shù)據(jù)的處理，如科學研究、氣象預報、計算模擬、CFD/CAE、生物制藥、基因測序、圖像處理等等。每年的全球HPC Top 500高性能計算機排行榜都備受矚目。

近年來，大數(shù)據(jù)和AI等新興應用催生 HPC 發(fā)生另一種變化，不同于上世紀計算機的向下平民化， HPC 向上擁抱更為復雜的業(yè)務負載，使得傳統(tǒng)HPC開始向 HPDA (High Performance Data Analytics)方向演進。

華為常務董事、ICT產品與解決方案總裁汪濤

在2021年華為全聯(lián)接大會上，華為常務董事、ICT產品與解決方案總裁汪濤介紹了數(shù)字基礎設施七大創(chuàng)新與客戶實踐，其中業(yè)界首個面向HPDA的分布式存儲OceanStor Pacific引起熱議，何謂高性能數(shù)據(jù)分析HPDA，HPDA又需要什么樣的分布式存儲？不妨一觀。

HPDA：從數(shù)據(jù)中攫取價值

我們手中智能手機的算力，遠超NASA在1969年登月計劃中最先進計算機的算力，但相較于手機，HPC所要解決業(yè)務的復雜水平，也呈現(xiàn)指數(shù)級發(fā)展，一大變化就是數(shù)據(jù)的爆炸式增長，使得原有HPC架構的存儲不堪其重。

傳統(tǒng)HPC主要從仿真物理模型中計算價值，需求是無與倫比的大算力，而HPDA泛指利用HPC資源的數(shù)據(jù)密集型負載，典型特點是數(shù)據(jù)量大、時效性強以及算法復雜，從數(shù)據(jù)本身提取價值，兩者業(yè)務邏輯不同，導致存儲需求不同。

例如地震勘探從二維向三維的演進中，數(shù)據(jù)量增加了5-10倍；電影渲染從2K升級到8K的革命中，數(shù)據(jù)量增長16倍；衛(wèi)星測繪領域，探測精準度由20米縮小到2米，數(shù)據(jù)量同比增長70倍。海量的數(shù)據(jù)，需要高性能的存儲，這是HPC向HPDA演進要解決的根本性問題。

傳統(tǒng)HPC的存儲主要用來文件共享、Scratch和歸檔，AI業(yè)務負載則涉及到數(shù)據(jù)收集、輸入、清洗、訓練、推理和歸檔一系列復雜操作，原有存儲系統(tǒng)并不是為這種存儲工作流程而設計的，自然也就無法很好滿足新存儲的需求。

在關鍵性能要求上，傳統(tǒng)HPC負載通常基于順序大I/O型，AI業(yè)務負載需要順序大和隨機小I/O型的混合，用于AI訓練的數(shù)據(jù)存取需要快速的隨機小I/O型。

應用場景的變化催生了各種耐用性和彈性解決方案需求。例如歸檔需要極具高性價比的解決方案，沒有苛刻的性能要求；傳統(tǒng)的臨時應用需要將臨時結果轉移到持久存儲，需要高性能以防止出現(xiàn)故障；HPDA 解決方案需要混合存儲需求同時滿足高性能、瞬態(tài)存儲和持久彈性存儲的不同要求。

此外，當存儲系統(tǒng)變得復雜化，內部多種協(xié)議發(fā)展為另一種壁壘，不同數(shù)據(jù)采用不同的訪問方式，每種訪問方式都需要獨特的協(xié)議支持，橫亙在業(yè)務負載中消耗通信時間和計算資源。

據(jù)IDC統(tǒng)計，全球67%的高性能計算中心（HPC）已經(jīng)在使用AI、大數(shù)據(jù)相關技術，HPC與AI、大數(shù)據(jù)加速融合，如何從海量數(shù)據(jù)中更高效、更經(jīng)濟地釋放更大的數(shù)據(jù)價值，成為迫切訴求，存儲系統(tǒng)的改變至關重要。

找尋HPDA存儲新的平衡點

HPDA推動了存儲架構的改變，從而匹配新業(yè)務負載的同步、空間分布式計算和存儲需求，矛盾聚焦于不同 I/O 模型、支持多協(xié)議訪問、各種數(shù)據(jù)訪問頻率、高密度高效設計等方面，歸根究底是找尋存儲性能、成本和效率新的平衡點。

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OceanStor Pacific存儲新品于2021華為全聯(lián)接發(fā)布

華為發(fā)布了Huawei OceanStor Pacific 9950、Huawei OceanStor Pacific 9550兩款新品，華為OceanStor Pacific系列高性能分布式存儲，就是為打破HPC產業(yè)三重壁壘量身打造的HPDA存儲系統(tǒng)。

第一重壁壘是高性能，HPC在不同流程階段面臨帶寬型、OPS型業(yè)務負載需求，HPDA場景下這一情況會更加常態(tài)化，傳統(tǒng)存儲僅支持單一負載模型，形成了性能孤島，使得流程間的數(shù)據(jù)需要在不同存儲間遷移，降低了整體流程效率。

華為技術專家夏飛博士介紹，華為OceanStor Pacific系列存儲搭載新一代分布式文件系統(tǒng)，一套存儲即可實現(xiàn)2倍大文件高帶寬，5倍小文件高IOPS性能，大大提高性能水平，同時該文件系統(tǒng)也能支持多種業(yè)務負載，既能兼顧客戶原有的常規(guī)業(yè)務，也能很好適配企業(yè)對大數(shù)據(jù)和AI等新業(yè)務的探索，實現(xiàn)面向混合負載的全場景加速。

第二重壁壘是多協(xié)議無損互通，在以自動駕駛為代表的HPDA場景中，不同的流程階段可能用到文件、大數(shù)據(jù)、對象多種服務，如何實現(xiàn)流程的高效數(shù)據(jù)訪問成為用戶面臨的一大挑戰(zhàn)。

華為OceanStor Pacific系列存儲能夠匹配多樣化算力需求，一套系統(tǒng)支持多種協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，減少中間環(huán)節(jié)，并且資源統(tǒng)一管理和運維，支撐業(yè)務敏捷響應。

第三重壁壘是大容量，隨著HPDA的快速發(fā)展，海量數(shù)據(jù)的價值被進一步挖掘，用戶愿意更長更久地保留數(shù)據(jù)，這對機房空間、功耗、存儲成本都提出了新的挑戰(zhàn)。

基于這種挑戰(zhàn)，華為OceanStor Pacific全新推出了系列化超高密硬件，支持不同硬件間的數(shù)據(jù)自動分級，單位空間容量提升20%，全面降低HPC場景的存儲成本。華為OceanStor Pacific系列高密大容量產品在5U空間里支持120個 3.5寸硬盤，通過高密實現(xiàn)60%以上的機柜空間節(jié)省，讓海量數(shù)據(jù)不再成為負擔。

越是基礎的，越是核心的

中石油東方物探正行進在通過HPDA挖掘數(shù)據(jù)價值的路上。

自19世紀40年代至今，人類為探尋石油和天然氣能源用上了最先進的理論和技術，其中高性能計算必不可少，在油氣地震勘探數(shù)據(jù)采集、處理、解釋的三大環(huán)節(jié)中，都需要大量的高性能計算、海量數(shù)據(jù)分析等平臺，不同架構和規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲在不同系統(tǒng)部署，數(shù)據(jù)需要在和平臺之間頻繁傳輸拷貝，產生了額外的花銷和不必要的時間損耗。

中石油東方物探有限責任公司教授級高級工程師、數(shù)據(jù)中心原總工程師賴能和在會上講到，以中東某探區(qū)為例，3259平方公里三維地震勘探，190萬個激發(fā)、采集數(shù)據(jù)量1049TB。東方物探用了近12個月時間順利完成數(shù)據(jù)處理任務。據(jù)了解，這也是目前為止已完成的單體數(shù)據(jù)量最大的油氣地震勘探數(shù)據(jù)處理項目。

OceanStor Pacific存儲助力油氣勘探

要支持如此之大的數(shù)據(jù)處理，東方物探選擇了規(guī)模化集中部署華為OceanStor Pacific存儲系統(tǒng)，其天然適合HPDA的設計在勘探場景下最大化程度得到發(fā)揮，不僅解決油氣地震勘探不斷增長的海量數(shù)據(jù)對存儲容量的巨大需求的挑戰(zhàn)，而且還可以保證存儲性能和容量的線性增長，同時簡化IT基礎設施的復雜度，又可減少IT日常運維的工作量。

“華為OceanStor Pacific存儲支持系統(tǒng)間遠程直接訪問、混合負載和多協(xié)議互通等功能，可大大減少數(shù)據(jù)拷貝時間和拷貝次數(shù)；同時滿足大文件高并發(fā)、高帶寬、小文件高IOPS的性能平衡要求；可實現(xiàn)一套存儲同時供高性能計算、人機交互、資料解釋、數(shù)值模擬、人工智能等多個不同技術應用平臺共享。存儲資源利用率提高30%以上；生產效率提升15%以上。”賴能和補充道。

越是基礎的，越是核心的，不論是HPDA所要解決的問題，還是存儲技術的突破，都再次證明了這一論斷。

不止于油氣勘探，從基因測序到自動駕駛研發(fā)，從天氣預報到生物制藥等等，這些場景要么是全新誕生的復雜業(yè)務，要么是舊技術難以解決的老大難問題，他們存在一個共性——關乎國計民生，解決問題之道在于底層基礎技術的突破。

華為OceanStor Pacific存儲支持著最頂尖的科研項目，同時這些科研項目的成果又讓最廣泛的人群受益，天氣預報的及時預警，新藥的快速開發(fā)，自動駕駛車輛的算法升級，存儲的升級換代成為數(shù)字基礎設施革命的必要因素，其帶來的結果變化一點點傳導到普羅大眾的感知。