Kaiyun 开云Kaiyun 开云本周六下午两点（4月8日14:00），数字罗塞塔计划公众号有幸邀请到国内蓝光存储领域的资深专家、GB/T 41785-2022《磁光电混合存储系统通用规范》的主起草人、《中国磁光电混合存储蓝皮书》执行主编
本周我们将对相关主题进行持续报道，也希望大家持续关注，积极转发！今天我们先来聊聊“中国磁光电混合存储产业综述”，同时也是《中国磁光电混合存储蓝皮书》的综述篇，由陶光毅先生供稿，编者略有删减调整。读者如果对《中国磁光电混合存储蓝皮书》感兴趣，可以上网购买。
随着计算机、智能手机的普及，互联网、物联网、云计算、移动互联网、区块链等新一代信息技术的广泛应用和发展，数据以爆炸般速度生成。根据国际权威机构Statista的统计和预测，2016年、2019年全球数据产生量分别为18ZB、41ZB；2025年、2030年、2035年全球数据产生量将分别达到175ZB、612ZB、2142ZB（注：1ZB=1012GB）。随着数字经济蓬勃发展，我国的数据规模大幅增加，根据IDC2020年发布的统计数据，我国的数据产生量约占全球数据产生量的23%。数据作为新型生产要素和重要的战略资源，对我国国民经济和社会发展具有重要的意义，数据存储需求在“十四五”期间将呈现加速增长的态势。在数据生成、采集、存储技术水平提升的同时，海量数据存储带来的能耗、环保等问题日益突出。为此，我国提出大数据战略和“双碳”战略，为推动数据存储技术创新以及数据存储产业变革提供了战略机遇。
2015年8月31日，国务院印发的《关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》重点提出，实施大数据关键技术及产品研发与产业化工程，支持大型通用海量数据存储与管理软件和海量数据存储设备等硬件产品发展，打造较为健全的大数据产品体系。
我国的数据总量正以指数级的速度增长，给数据存储带来巨大的压力，数据存储必须跟上数据增长的速度，就需要不断扩大存储容量。但是，扩大存储容量就会增加能耗和成本。据统计，2018年全国数据中心总耗电量达到1608.89亿千瓦时，超过三峡大坝（1016亿千瓦时）和葛洲坝发电量（183.18亿千瓦时）的总和，增长速度已连续8年超过12%，预计2023年将达到2667.92亿千瓦时。为实现我国“双碳”目标，数据存储技术也开启了一场浩浩荡荡的绿色革命。
2021年5月24日，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》提出，加快实施“东数西算”工程，以数据中心集群布局为抓手，加强绿色数据中心建设，强化节能降耗要求。2021年10月22日，国家发展改革委等五个部门联合发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》明确指出，鼓励重点行业利用绿色数据中心等新型基础设施实现节能降耗。
在大数据战略与“双碳”战略双轮驱动下，大数据存储技术加速创新。优化存储密度、提升性能、降低能耗是数据存储技术创新的主要方向。数据存储系统要具有数据快速处理的能力，能够根据数据的存储价值对数据进行取舍，需要不断地更新并淘汰无用的数据，提高存储空间的利用率，降低存储成本。数据存储技术创新要综合考虑规模、成本、能耗、寿命、可靠性、可扩展性等多方面因素，针对不同类型数据的访问频率、读写操作等，在保证读取速率的前提下，使用不同的存储介质（也称“存储媒体”，如磁盘、光盘、固态盘等）分级存储“冷”、“热”数据，最大程度降低能耗和存储成本。
2021年11月15日，工业和信息化部印发的《“十四五”大数据产业发展规划》提出，要加强对大数据基础软硬件、关键核心技术的研发投入，补齐产业短板，提升基础能力，稳定高效数据存储产业链的发展方向，带动政府产业基金、创业及社会资本，按照巿场化原则加大对大数据企业的，以及地方对大数据产业发展的支持等要求。同时提出要延伸行业价值链，推动行业数据资产化、产品化，实现数据的再创造和价值提升；实施包括通信、、医疗、应急管理、农业及水利、公安、交通、电力、信用、就业、社保、城市安全等行业大数据开发利用行动。这将激发各行业对数据长期存储的需求，形成数据存储市场新的增长点，推动存储产业持续发展。
磁光电混合存储是利用磁、电、光三种存储介质的特性（见表1），集成其技术优势（见图1），具有全局管理、分级存储、热度迁移等功能，还具有存储容量大、易扩展、寿命长、安全可靠、低TCO成本、绿色节能、自主可控、高性能（高IO、响应快）等特点。另外，光盘全文检索技术解决了磁光电混合存储的一项关键技术难题，开云 开云体育APP使得磁光电混合存储对“冷”“热”数据都能够进行全文检索，提高了存储在光盘上“冷”数据的读取速度和可用性。目前，已有三种磁光电混合存储产品列入工业和信息化部节能与综合利用司于2021年9月24日发布的《国家通信业节能技术产品推荐目录（2021）》，这些产品将应用于新建数据中心/在用数据中心改造，以降低能耗。
磁光电混合存储中的光存储与磁存储、电存储相比存储寿命长（硬盘和固态盘的存储寿命一般为5年；档案级蓝光光盘的存储寿命超过30年）。
磁光电混合存储能够充分发挥光存储在数据长期保存中的作用，通过与磁、电存储的混合存储，数据存储不仅安全可靠，而且利用方便（光盘具有防数据篡改、防病毒入侵、抗磁干扰、受温湿度影响小等特点）。
TCO（Total Cost of Ownership）是总体拥有成本，由和运营两部分费用组成。从设备和存储介质采购、能耗、数据迁移等方面比较，对于长期存储（如30年），磁光电混合存储的TCO成本低于磁、电存储的TCO成本（光存储设备及光盘具有一次性购置长期使用、能耗低、数据迁移次数少等优势）。
通过提高磁光电混合存储中光存储的比例，可以显著降低电、水资源的消耗，减少碳排放和电子垃圾（光存储设备能耗低）。
大容量光盘。我国大容量光盘制造有了长足进步。我国企业已可以制造25GB、100GB、200GB BD光盘，以及300GB、500GB大容量AD光盘。我国已建成较为完整的大容量光盘制造体系，大容量光盘年产能（容量）达到EB级。
光驱。光盘是“纸”，光驱是“笔”。光驱是光存储中最重要和最关键的设备。我国企业已可以制造用于300GB、500GB AD光盘的光驱。目前用于100GB～200GB BD光盘的光驱依赖进口。
光盘刻录质量和光盘保存数据的寿命取决于光驱和光盘的质量、光驱与光盘的匹配。光盘归档联盟（Optical Archive Group，OPARG）提供专用光盘和专用光驱组合，我国已有4家公司加入该联盟，表明我国在光盘刻录质量、刻录成功率和光盘保存数据的寿命方面接近世界先进水平。
光盘库与光盘库管理软件。我国已有10多家企业能够制造多种类型的光盘库。光盘库产能逐年提高，目前年产能（容量）达到EB级。整机国产化率超过90%，光盘库管理软件已全部实现国产化，光盘库系统的成本大幅下降，其价格低于国外同类产品的价格。
光盘（库）全文检索。我国科技工作者发明的光盘（库）全文检索技术，突破了光盘（库）依赖于目录检索、内容查找效率低下的技术瓶颈，无需将光盘（库）上的数据拷贝到磁盘、固态盘进行全文检索和读取数据，大幅提高了光盘（库）管理和利用水平，大大提高了光存储的市场竞争力。
目前，我国使用的磁盘主要依赖于进口。近年来，我国大力发展固态盘产业，国产SSD核心器件技术研发和应用得到加强。核心技术有华澜微的多核异构SSD控制器技术和长江存储的Xtacking技术等；应用产品有华为等企业生产的系列闪存产品等。随着固态盘的市场份额超过磁盘，我国可逐渐摆脱在存储市场依赖进口磁盘的状况。
我国企业自主研发了多种类型的磁光电混合存储系统，可按照需求，灵活调整磁、光、电三种存储介质的比例，具有集成度高、容量大、能耗低、寿命长、密度高、价格便宜等显著特点，可同时对磁盘、固态盘、光盘（库）进行全文检索以及直接读取数据，其功能和产能可满足市场需求。
为规范和促进磁光电混合存储产业和存储市场的发展，国家标准化管理委员会于2019年10月下达了《磁光混合存储系统通用规范》制定计划。该标准已于2022年10月12日发布，将于2023年5月1日实施，标准号为GB/T 41785-2022。
我国企业、科研院所、大专院校在磁、光、电存储领域获得了上千项国内外发明专利，包括硬件、方法、系统等，很好地保护了我国磁、光、电存储领域的知识产权，有利于我国磁、光、开云 开云体育APP电存储技术的进步和存储市场发展。
近20年来，随着光盘容量大幅增加和光盘（库）全文检索技术的实现，光盘存储、管理与利用的水平显著提高，光存储成本大幅下降，光存储在各领域广泛应用。光存储的技术进步，促进了磁光电混合存储技术的快速发展。磁光电混合存储技术的应用方案解决了数据存储、利用的关键技术问题，特别是针对海量数据的长期保存，提高了数据存储和利用的安全性、可靠性及智能水平，磁光电混合存储技术已经应用于数据灾备中心、数据中心。应用篇选编了39个应用磁光电混合存储系统的项目，涵盖了政务、、媒体、档案、教育、开云 开云体育APP国土资源、医疗、通讯、交通等领域，真实反映了我国磁光电混合存储产业的技术进步和应用成果。
我国磁光电混合存储产业经历了从引进、消化、吸收到技术创新、自主研发的历程。20多年来，我国科技工作者潜心研究和实践取得了许多理论和应用成果，开发和制造了多种类型的产品，为我国发展自主可控的新一代磁光电混合存储产业构建了较为完整的体系。但是在一些关键技术、硬件、软件方面仍存在不足，特别是在光存储领域，多为中小型或小微企业，大容量光盘制造企业仅两家，用于300GB～500GB AD光盘的光驱制造企业仅1家，用于100GB～200GB BD光盘的光驱制造为空白，原创性和突破性发明为数不多。因此，需要在扎实的研究和实践基础上，汲取成功的经验和失败的教训，充分论证，补齐关键技术短板和产业短板，确定研究方向，加强基础研究和应用研究，敢于原始创新，加大研发力度和资金投入，加强产学研合作和国际合作，赶超世界先进水平。
为了更好地推动磁光电混合存储产业的变革，满足市场对数据存储和数据利用的需求，磁光电混合存储产业迫切需要做好以下工作：
明确磁光电混合存储技术的发展目标，统筹规划研究方向、研究内容，制定详细的研发计划、验收标准等，确定关键技术清单，突破技术瓶颈（如光驱制造技术、光盘检测技术等），推动数据存储技术的自主创新，研发具有高性能且显著降低能耗的软硬件技术，实现自主可控的磁光电混合存储核心技术。
确定磁光电混合存储产业链和产业发展策略，统筹规划硬件产品制造（如光盘、光驱、光盘库、磁光电混合存储设备、光盘检测仪器设备等）和软件产品研制（如刻录软件、控制和管理软件、数据库软件等），制造具有高性能且显著降低能耗的设备和配套的软件，夯实产业发展基础，构建稳定高效的产业链。
明确磁光电混合存储的核心指标和基线要求，围绕数据存储技术和产品的功能性能、行业应用、节能环保等需求，建立磁光电混合存储的标准体系，包括基础标准、技术标准（硬件标准、软件标准）、产品标准、行业应用标准等，强化标准引领产业发展的作用。
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