买车，你会选新能源吗？

　　林永嘉

　　新能源汽车上热搜啦

　　#我国新能源汽车产销

　　连续6年世界第1#

　　出于上牌方便、省钱、环保等因素

　　越来越多朋友换车时

　　开始考虑新能源汽车

　　然而电池问题始终是阻碍其

　　发展的“阿喀琉斯之踵”

　　冬季续航不足秒变“电冻车”

　　突然没了电无奈停高速等

　　闹心问题屡屡发生

　　在今年的“两会时间”

　　也有关于推动新能源汽车

　　电池标准化的提案

　　可见，电池的能量密度问题

　　依然是阻碍新能源汽车发展的一大难题

　　在动力电池领域，能量密度就是单位质量动力电池的可充电电量(瓦时/千克)，这里有两个重要指标：电池充电效率(单位时间可充电量)，电池的总可充电电量。前者反映充电时间(充电效率，跟电池功率正相关)，后者反映续航里程。

　　例如，***Model3所使用的松下“2170”液态电池的能量密度在260瓦时/千克，40分钟可充电80%，最大续航660公里，这是新能源纯电动汽车动力电池最重要的技术指标。

　　虽然这些技术今天已经被广泛投入商业使用，但是仍然在许多场景下让车主陷入充电焦虑和续航焦虑。随着技术的革新，固态电池技术开始崭露头角(目前市场上新能源纯电动汽车仍以装配液态电池为主角)，固态电池能量密度达到 380~500 瓦时/千克，15分钟就能充电80%。

　　应用到商业实践就是15分钟充电80%，可以续航800公里，基本消除了绝大部分用户的充电焦虑和里程焦虑问题。另外，中国制造2025也设定了到2025年国产动力电池能量密度400瓦时/千克，2030年达到600瓦时/千克的目标。

　　借着电池的能量密度话题，回到存储老本行，其实SSD在早年因价格太高，市场接受度也不高，从这点看跟新能源汽车也有一些类似。

　　10年暴增40倍的数据量

　　最近几年全闪存阵列一路攻城拔寨，势如破竹地取代传统机械磁盘阵列，这当中离不开几个关键因素，包括性能飞跃、市场需求增大、成本下降、供应链完善等等。

　　这场更替不是两三年能够完成的，早在2008年戴尔科技就率先在高端阵列Symmetrix DMX4上使用第一代固态磁盘SSD，不惜以巨大的成本投入，来满足部分应用的高IO吞吐率需求，创新引领企业级存储的闪存应用。

　　从全闪存阵列横空出世、“逼迫”传统机械磁盘退出主流市场，最终主导存储市场，这条“芳林新叶催陈叶”之路足足走10多年的时间。

　　回顾IDC行业报告可以发现，2010年全球数据量刚刚突破1ZB，而2020年全球数据量预计将超过40ZB，数据呈现指数级增长。到2025年，随着云计算、大数据、人工智能、5G、物联网、边缘计算的大量应用，全球数据量预计将达到163ZB。

　　这是今天全闪阵列逐渐取代传统机械磁盘阵列主导核心数据存储市场的根本原因。无论从性能还是容量的维度看，机械磁盘阵列都已经无法满足十年来暴增40倍的数据量。

　　值得注意的是，相较于10年前，如今数据中心总面积并没有增加40倍，甚至不到2010年的5倍。所以我们可以得出这样一个结论：

　　10年后的今天，由于存储技术获得了革命性的创新，依托存储技术的质变，客户只使用了不过几倍的数据中心和更少的电源，就能承载10年后40倍的数据量，甚至可以从容面对5年后相比今天4倍的数据量。

　　那么，到底存储技术创新体现在哪里呢?

　　存储领域的两个密度指标

　　正如新能源汽车动力电池的能量密度包含两个关键指标，即充电效率和电池可充电电量。现代化存储同样强调能量密度，存储的能量密度也包含两个关键指标：IO密度(IO/GB)和容量密度(单位机柜存储提供的最大有效容量)。

　　PowerMax采用多控制器、双活横向扩展体系结构和行业标准端到端NVMe，将卓越的可扩展性和数据弹性与VMware虚拟化技术相结合，并将本地存储扩展到云，为传统的高要求工作负载(如Oracle、SQL Server和其他OLTP)以及新一代应用程序(如实时分析)提供了高级别的性能、可扩展性、整合和效率。

　　IO密度

　　IO密度是一个相对压力指标，指在某种IO模式(比如OLTP2-HW)，稳定的响应时间下，介质单位容量可吞吐的最大IO量，IO密度越高，说明磁盘介质IO吞吐能力越强。

　　下图是某商业银行客户使用戴尔易安信高端全闪存阵列PowerMax8000进行压力测试的结果，压测工具是VDBENCH。

　　PowerMax8000由端到端NVMe和存储类内存(SCM)构建，适用于大型企业高磁盘IO业务使用。

　　它的主要特性包括：

　　· 高达1500万IOPS

　　· 响应时间不到100微秒

　　· 内置机器学习引擎，可进行智能数据放置

　　· 支持开放系统、大型机、IBM i、数据块和文件

　　· 通过全局重复数据删除和压缩扩展到4PB有效容量

　　*戴尔易安信PowerMax采用英特尔®至强®处理器，该处理器可以优化工作负载，可靠性强，还有高计算力、高稳定性和高效敏捷性，帮助PowerMax为至关重要的工作负载提供支持。

　　混合配置SCM和SSD的PowerMax8000满足了用户对比测试两种介质IO密度的要求。

　　最后的结论毫不令人意外，即便是32块SCM盘与80块SSD盘相比较，SCM依旧对SSD呈现性能碾压。在OLTP2HW IO模式下，时延小于1ms，SCM的IO密度为34 IO/GB，SSD的IO密度为1 IO/GB，形成了34：1的IO密度对比值。

　　测试印证了SCM能够在持续低时延条件下保持高IO吞吐量的特征，如下图所示:

　　作为最新的、性能最高的非易失性存储介质，SCM盘常用来改善系统整体I/O效能，当使用NVMe接口和采用Intel 3D XPoint等技术时，SCM盘延时更低。

　　戴尔易安信PowerMax8000全闪存阵列，配有端到端NVMe，采用了双端口英特尔傲腾D4800X作为SCM驱动器，能够令IOPS得到有效提升，每秒持续带宽高达350GB，使混合工作负载保持极低的延迟。

　　容量密度

　　容量密度指在不影响应用或存储性能的前提下，单位标准机柜可配置的最大有效容量，也可理解为全闪存阵列单机柜的有效容量与阵列RAID后可用容量比值，常用DRR(Data Reduction Rate)值表示。全闪阵列的容量密度越高，DRR值越大，能够提供越大的有效容量。

　　戴尔易安信PowerMax采用线内硬件重复数据消除和压缩技术，不以牺牲应用或存储性能为代价，可支持DRR为4以上的有效容量对可用容量比。这完全能够满足单个机柜1PB以上的有效容量要求，极大提高了客户数据中心的容量密度和使用效率。

　　虽然2020年全球的总数据量相比2010年翻了40倍，在线处理用户数量和业务量均呈现指数级的增加，但通过使用SCM或FLASH SSD，全闪存阵列获得了指数级增加的IO密度和4倍以上的容量密度，完全有能力承载客户联机交易系统，让客户抢赢数字化转型的先机。

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