报告由开放『数据中心』委员会(ODCC)于2025年9月发布,编号ODCC2505006,聚焦基于数据处理器(DPU)的新一代存算分离存储架构,旨在解决传统存储架构在AI时代的性能、可扩展性与效率瓶颈,为『数据中心』存储范式重构提供技术参考,推动存储系统向更高性能、更灵活、更经济的方向发展。
报告先分析现有存储架构,传统分布式存储架构存在CPU与存储资源错配、利用率低、成本效益差等问题,根源在于计算与存储紧耦合。存算分离架构通过解耦二者,结合高速网络与NVMe - oF协议,虽解决部分问题,但仍面临数据一致性、安全等挑战,为DPU架构创新提供空间。
接着介绍DPU技术与存算分离,DPU集成高性能网络接口、多核CPU等,可卸载、加速基础设施功能。以NVIDIA BlueField - 3 DPU为例,其具备高性能网络连接、强大计算能力等特性,支持独立主机模式与独立供电,保障系统稳定灵活。基于DPU的存储架构分计算节点集群与Chunk『服务器』,DPU承担存储服务负载,简化架构、优化网络流量、实现资源隔离与聚合,还能结合CSAL优化QLC存储,与JBOF结合解决全闪『服务器』带宽不匹配等问题。
然后阐述三类基于DPU的加速方案,CSAL QLC加速方案通过DPU与NVMe - oF优化QLC性能,小块写入性能提升显著;SRIOV加速方案利用SSD的SR - IOV功能,结合DPU提升Ceph性能,消除东西向流量开销;分布式Raid加速方案通过XiRaid软件在DPU实现跨节点RAID,平衡性能与成本。
还提供HDFS与BeeGFS两个存储系统方案案例,HDFS优化方案通过DPU卸载副本逻辑,提升存储利用率与性能,降低成本;BeeGFS优化方案构建三层分离架构,实现资源独立扩展与性能突破。
最后总结技术创新,指出该架构实现资源解耦、性能提升与成本优化,阐述技术方案价值、产业影响与应用前景,展望未来智能化、异构融合与边缘扩展趋势,强调其对『数据中心』现代化转型的推动作用。
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