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AI 需求下服务器存储配置的变革
发布时间:2025-01-20
在数字化浪潮中,人工智能(AI)技术发展迅猛,从语音、图像识别,到自然语言处理、智能推荐系统,已广泛融入各领域。作为 AI 运算核心的服务器,其存储配置正经历深刻变革,以满足 AI 严苛的数据处理需求。
AI 工作负载对存储的特殊要求
AI 工作负载独具特性。一方面,数据量极为庞大。例如图像识别训练模型,需大量图像数据;自然语言处理也不例外,训练精准理解和生成语言的模型,要处理海量文本语料库。另一方面,数据读写实时性要求极高。AI 模型训练时需持续读取训练数据迭代更新,稍有延迟就会大幅降低训练效率。以自动驾驶汽车的 AI 模型训练来说,为模拟复杂路况,要实时处理大量传感器数据,存储系统若无法快速提供,训练出的模型便难以应对实际行驶状况 。
市场研究机构 TrendForce 集邦咨询也提出,因 AI 需求猛增,AI 服务器客户纷纷向供应商加单 Enterprise SSD(企业级固态硬盘),导致 2023 年 Q4 至 2024 年 Q3 期间,其合约价累计涨幅超 80% ,凸显 AI 对存储需求的紧迫性及对市场价格的影响力。
服务器存储容量的大幅扩张
在 AI 引发海量数据存储需求的背景下,服务器存储容量扩张势在必行。传统服务器存储多为 TB 级,如今,为契合 AI 训练与推理需求,已迈向 PB 甚至 EB 级。不少大型互联网公司和科研机构开展 AI 项目时,都配置了大规模存储集群。这些集群借助分布式存储技术,把众多存储设备相连,构建成统一存储资源池,为 AI 工作负载提供充裕存储空间,既满足当下 AI 项目的海量数据存储需求,又为未来数据增长预留空间 。
国盛证券发布的研报指出,以 AI 服务器、AI PC、AI phone 等为代表的云端和边缘侧 AI 将驱动 3D NAND 市场快速增长。Counterpoint 预计到 2030 年,整体 NAND 闪存市场将超过 930 亿美元,2023 年为 400 亿美元。AI 服务器预计将持续推动 SSD 需求的年增长率超过 60%,这表明 AI 服务器存储容量扩张的趋势将在未来持续,市场前景广阔。
读写速度的显著提升
AI对数据读写实时性要求极高,传统机械硬盘因机械结构限制,难以满足需求,固态硬盘(SSD)顺势成为服务器存储的不二之选。SSD 采用闪存芯片,无机械部件,读写速度远超机械硬盘。在实时数据分析等严苛 AI 场景中,企业会选用高性能的 NVMe SSD,其配套协议能充分释放 SSD 性能。同时,一些先进服务器采用存储分级技术,将 “热数据”“冷数据” 分别存储,兼顾读写速度与存储成本。随着 AI 加速芯片的不断更新换代,其搭载的 HBM(高带宽存储器)总容量、带宽等规格也持续升级,带动单机 HBM 容量及价值量快速攀升。
根据 Intel Market Research,至 2030 年,预计全球 HBM 市场规模将达 489.3 亿美元,2023 至 2030 年 CAGR 达 68.1%。HBM 的发展也从侧面反映出 AI 对高速存储的追求,不断推动存储技术向更高速度迈进。
存储架构的创新与演进
为契合 AI 需求,服务器存储架构持续创新。传统集中式存储将数据集中在少数设备,面对 AI 海量数据和高并发读写易出现性能瓶颈。分布式存储架构随之兴起,它把数据分散到多个节点,各节点可独立读写,大幅提升存储系统性能和可靠性,在 AI 模型训练中有力支持大规模并行处理,提高训练效率。
同时,新型存储架构不断涌现。基于内存的存储利用高速内存芯片,读写快但成本高,适用于关键实时数据存储;混合存储架构融合内存、SSD 和机械硬盘优势,按数据访问频率和重要性分层存储,兼顾性能与成本。
AI 发展推动服务器存储变革。容量从 TB 迈向 PB、EB 级,读写速度因 SSD 及 NVMe 协议大幅提升;存储架构从集中式向分布式转变,新型架构不断涌现。同时,数据管理需先进软件,存储安全依赖加密、访问控制、备份恢复等技术。未来,服务器存储将持续革新,支撑 AI 发展,应对新挑战机遇。