存力革命：闪存全面替代机械硬盘的转折点已经到来

一、引言

在数字经济浪潮奔涌的今天，数据已成为驱动产业变革的核心生产要素。全球数据总量以每年23%的增速爆发增长，伴随着AI+应用的普及，对数据存力的需求从“存得下”跃升至“存得快、存得多、存得省”，需要数据存储满足高效供数、安全可靠、绿色低碳的特征。闪存(SSD)相对机械硬盘(HDD)具备高容量密度、高性能、低功耗、自主可控的特点，随着成本拐点的到来，数据存储全面闪存化成为当前全场景数智化转型的最佳选择。

二、国家强化先进存力顶层设计，加快存储全面闪存化

2023年10月，工业和信息化部、中央网信办、教育部、国家卫生健康委、中国人民银行、国务院国资委等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出到2025年我国先进存储容量占比达到30%以上，实现存储闪存化升级，进一步提升我国全闪存技术竞争力。2023年12月，国家发展改革委、国家数据局、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局等部门印发《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》，要求积极推进全闪存储等先进技术部署应用。

三、地方政府积极响应国家数字经济发展政策，加速落实先进存力高质量发展实施方案

2022年至2024年，包括广东、上海、江苏、天津、重庆、深圳、山东在内，全国20个省市共发布30个数据存力相关政策，在闪存存储方面提出了明确发展目标。

表 1我国各地区算力基础设施部分相关政策

四、存储全面闪存化有利于实现我国存储产业自主可控，保障数据安全

相较于传统HDD被国外垄断，我国在闪存存储上已经实现自主可控。经过多年自主创新，在闪存颗粒(NAND Flash)方面，国内厂商已经达到全球主流的水平和生产能力，在SSD主控芯片方面，国内已经有十几家厂商的产品得到商用，产品能力与国外主流厂商持平，在闪存存储整机方面，国内领军企业在全球权威的IO500.MLPerf Storage等存储评测中登顶，服务于全球各行业用户。

五、性能能效全面领先，成本已达拐点，存储全面闪存化已成为必选项

（一）在IOPS、时延等性能和可靠性上，SSD已经全面超越HDD

SSD凭借高速读写、低时延和高并发优势，能够一次性满足如金融高频交易与实时风控的毫秒级响应需求。医疗场景中秒级调用并分析海量影像数据以支持AI辅助诊断和智慧问诊以及科研领域的大规模仿真、基因测序及高性能计算提供持续、稳定的数据吞吐，从而全面承载各类对性能要求苛刻的海量数智化应用。

图1 HDD和SSD在性能和可靠性上的对比

（二）在能效上，闪存化可以全面提升基础设施的绿色低碳水平

随着信息基础设施的大规模建设，数据中心能耗成为巨大的挑战，数据存储能耗占数据中心总能耗的15%以上。对比机械硬盘与闪存，HDD典型功耗约为1.6 W/TB，SSD的典型功耗约为0.5W/TB，以闪存存储全面替代机械硬盘，可以使电力消耗下降75%，带来颠覆性变化。全闪存数据中心卓越的能效比和高性能存力，是AI时代的战略选择。

（三）在AI、大数据等热温数据场景，SSD的总体拥有成本已经持平HDD

以全闪分布式存储为例，业界已经支持61.44TB的大容量SSD，单盘容量达到HDD的2~3倍，同时在气象、卫星、自动驾驶、AI语料库等主要场景提供2~3:1的数据缩减率以及配套的可得容量保障服务，使得SSD的单位容量成本被压缩至HDD的1.15倍左右。随着百TB SSD盘的快速发展，预计到2027年，SSD盘的采购成本将持平HDD。

在电费，空间占用等运营成本上，SSD具备更加明显的优势。即使是高密度HDD存储，单位空间容量密度也仅为0.2PB/U左右。根据国内数据中心的典型运维成本计算，5年的运营成本约为采购成本的16%。而全闪存存储，单位容量密度能提升到1PB/U以上，5年的运营成本仅为采购成本的4%，相对高密度HDD存储系统可以节省电费70%、节省空间占用90%。因此，考虑总体拥有成本(采购成本+运营成本)，同等容量下，SSD已经持平HDD，同时还能提升3~4倍存储性能。

图 2 热温数据场景下SSD与HDD总体拥有成本对比

六、数据存储全闪化赋能千行百业，正成为AI+行业的基石

纵观各行业应用，存储全闪化的核心价值在多元场景化实践中得到充分验证。在金融领域，某银行通过数据中心存储全闪存化改造，显著增强了业务系统的性能。例如，联机交易的平均耗时、批量业务处理时间和海量文件查询时间都得到了大幅度的降低，交易系统性能的最大提升达到了数十倍。在全闪存存储高密硬件及多合一架构的支持下，数据中心的设备数量显著减少，机房空间得到了有效利用，设备能耗大幅降低。经测算，通过生产交易系统的全闪存化替代，存储能耗降低了60%，存储机架数减少了40%。

典型场景方面，如在医疗领域，百万级病例切片的快速调取直接影响AI病理诊断效率，全闪存储以3~4倍于HDD的数据流通效率，满足“即取即用”需求，加速诊断流程。再如自动驾驶路测产生的海量数据需实时存储与分析;油气勘探数据的高效复用依赖稳定存储支撑，全闪存储的高可靠性与适配性在此类场景中凸显优势。

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