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浪潮信息叶毓睿:元宇宙存储,数字新世界的“土壤”

Time:2022-04-28 Click:50


从几万年前古人类在洞穴中雕刻岩画开始,虚拟照进现实的历程就启动了;到如今信息爆炸的新数据时代,虚拟世界和现实世界逐渐融合,数字新世界逐渐拔地而起。
日前,由存储产业技术创新联盟主办的“元宇宙存储研究与实践”第五期开放计算技术沙龙线上举办。元宇宙本质是对现实世界和人类社会的虚拟化、数字化,数据成为元宇宙的核心要素。浪潮信息基于存储平台战略,实现从SSD核心部件到集中式、分布式存储系统再到场景方案的全栈创新,为元宇宙新应用打造安全、可靠、经济、高效的数字底座,加速构建虚实融合的、由创作者驱动的,共创、共治、共享的数字新世界。
图1:元宇宙存储的研究与实践技术沙龙
本次沙龙聚焦元宇宙存储主题,提出了元宇宙存储的分类,是对“场景共同体”生态战略的承袭和实践。浪潮信息存储产品线总经理李辉曾提出面向层出不穷的新应用、新场景,携手产业链伙伴打造“平台+生态”战略,提出应用创新、方案共创、产品定制、市场协同、专业服务和技术整合六种模式。沙龙汇聚了中国科学技术大学许胤龙教授、郑州大学蒋慧琴教授、华中科技大学万胜刚教授、建信金科基础技术首席存储专家徐宁、浪潮信息分布式存储架构师张立强、浪潮信息首席架构师叶毓睿等产学研用专家,共同探讨和促进元宇宙技术发展和生态繁荣。
元宇宙 处在爆炸式创新的前夜
最近,“元宇宙”一夜爆红,迅速火遍全球。21年,Facebook宣布业务布局转向元宇宙,公司改名为Meta,被网友调侃“‘脸’都不要了,唯爱元宇宙”,随后微软宣布全面进军元宇宙;在国内,字节跳动也以近百亿的价格收购了VR创业公司Pico,素有“中国V谷”之称的马栏山视频文创园结合视频产业云创建属于自己的元宇宙。国内外各大科技巨头纷纷开启了探索元宇宙的步伐。机构也对元宇宙报以积极态度,Gartner预测,2026年25%的人每天将至少在元宇宙中工作、购物、学习、社交或娱乐1个小时;全球30%的企业机构将拥有元宇宙的产品和服务。
热度之下,元宇宙究竟是什么?
目前业界尚没有明确的定义,但国内外科技企业对其基本达成了一些共识:元宇宙Metaverse,源自1992年美国作家尼尔•斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》,刻画了一个既映射现实世界又平行、独立于现实世界的数字化虚拟世界。如今元宇宙再度回到人们视野,主要是指数字宇宙,是以Web3.0为代表的下一代互联网形态,相比现有网络空间,元宇宙空间具备更好的沉浸体验感、参与度、仿真度、包容性。业界对元宇宙有不同的期许,具体的内容、形态众说纷纭:VR/AR、区块链NFT、数字孪生、创作平台、脑机接口、AI机器人等等,包罗万象且不断演变。
图2:包罗万象的元宇宙
比如,数字藏品持续升温。近两年,NFT市场迎来爆发式增长,数字藏品玩法更是花样百出。尤其是今年冬奥会吉祥物“冰墩墩”爆火出圈后,“一墩难求”的火爆戏码也在NFT领域上演。由国际奥委会官方授权发行的冰墩墩数字藏品,仅上线半个月就已经连续上涨了数十倍。
又如,在元宇宙里的“数字人类”。外国小哥Artur的父亲5年前患癌症去世。出于对父亲的思念,Artur创建了一家VR公司,让逝去的亲人在元宇宙中实现永生。这种尝试并非个例,在2021年7月,Joshua Barbeau用GPT-3重建了一个AI聊天机器人以复刻死去的未婚妻;2019年,78岁的美国作家Andrew Kaplan同意成为AndyBot,即成为全球首个“数字人类”。

再如,数字孪生在城市规划、矿山开采、汽车设计、智慧校园等领域快速应用。城市规划部门可以在“元宇宙”办公室中完成一天的工作,在数秒内穿梭于不同地点,高效完成政府检测验收。中汽创智建设自动驾驶模型训练平台,在智能座舱、仿真与测试等多个业务中开展大数据分析和高性能训练。十四五期间数字孪生校园建设逐步深入,华中科技大学将数据作为校园建设和发展的驱动力,加速建设“万源互通”、“万物互联”、“万数共融”和“万业智能”的数字孪生校园。
表1:元宇宙发展阶段
“元宇宙任重道远,现在还处于早期,只是发展到其理想状态的1%~2%;通往这座通天塔有多条道路,主要的有:3D互联网(如VR/AR)、区块链、数字孪生、游戏等;未来将逐渐融合、殊途同归”,浪潮信息首席架构师叶毓睿表示。正如埃森哲在《多元宇宙,融合共治——技术展望2022》中所作的洞察:元宇宙基石正在逐渐成型,并将逐步在未来融合,创造全新的企业环境。在接下来的十年里,人们将见证一些极具远见的企业塑造新的实体和数字现实、人和人工智能共存的世界,以及新型数字基础设施推动的行业发展。
数据基础设施 是元宇宙“梦想照进现实”的关键
光环之下的元宇宙,在实际发展中却面临诸多棘手问题和不确定性,需要冷静而审慎的思考。比如,元宇宙具备沉浸式、低延迟、随地、多元化(从消费级到企业级,从产品形态到服务形态)的数据特征(如图3),带动基础设施的重构。又如,元宇宙需要开放,兼容多种设备、多元数据以求更广泛的参与,同时还需要保障数据安全。构建新型数据基础设施是非常有必要的。
图3:元宇宙存储的分类
叶毓睿表示,“数字新世界不会凭空出现,需要物理世界源源不断的算力的输入。如果把计算力比喻成元宇宙的太阳,AI算力比喻成电能;则存储可比喻成元宇宙的大地、土壤,各种各样的虚拟物在这里生生不息。总计而言,元宇宙有十大技术,包括计算、存储、网络、安全、AI五大地基性技术,以及交互与展示、数字孪生、身份系统、内容创作、治理五大支柱性技术”。在存储方面,元宇宙对存储基础设施提出安全可靠、巨量空间、极速响应、跨域交互等挑战。
元宇宙存储 需要翻越三座大山
挑战一:数据量数百倍激增。
以数字永生为例,元宇宙里,用户可以让已逝去的亲友在元宇宙中以数字虚拟人的形象“永生”。为了实现这个目标,企业需要记录大量个人数据,包括音容笑貌、对话、情绪、行为甚至心理等。最终的数据量级将是智能手机上收集数据的百倍甚至千倍。另外,在VR应用中,头显从4K升级到视网膜级需提升10倍以上数据传输量。微软飞行模拟器采集了3.7万座机场、15亿栋建筑、2万亿树木的数据,数据量超2PB。海量、多模态数据成为元宇宙领域的常态。
对此,浪潮基于存储平台战略,向上整合多元数据、向下提升空间使用率。
其一,“万物之始,大道至简”,目前企业的数据类型越来越丰富,对此,浪潮推出业内首个支持四合一架构的分布式融合存储,用户购买一套存储享有文件、块、对象、大数据等多种服务,其中文件、对象和大数据3种存储服务间可访问同一份数据,数据无需在不同设备间迁移和拷贝,实现存一份数据相当于存了3份,构建成真正的统一存储资源池,实现用一套存储高效支撑一个数据中心,帮助元宇宙建设降低TCO。
其二,推出iCap智能空间管理引擎,基于业内领先的大比例纠删、智能均衡、压缩重删、多源零拷贝、软拷贝等智能容量算法,让存储空间利用达到最优。比如数据存储基于“32+2”业内最大比例的纠删能力,实现系统出盘率高达94%以上;又如,智能均衡算法是将海量数据均衡分摊到每个节点上及每块盘上,保证整个存储利用率达到95%以上。一套存储最高可扩展至5120节点、容量可达EB级,满足元宇宙海量空间需求。
图4:G6存储平台
挑战二:数据处理极限挑战。
实时、高频的沉浸式体验画面效果近几年,《头号玩家》、《阿丽塔》等3D科幻电影,以及充满未来科技感的游戏《赛博朋克2077》,都因为极佳的画质掀起热潮。例如,阿丽塔的头上有13.2万根头发,脸和耳朵上有近50万根“桃色绒毛”;一个虹膜有830万个多边形,运用了900万个像素。整个视效由三万台电脑4.32亿小时制作出来的,这种AI算力的巨大需求,对存储性能带来了巨大挑战。3D互动游戏相比3D电影带来的数据处理的挑战更大,每个用户的存档,不断积累下来也非常惊人;早在2019年腾讯游戏,每日需要传输的数据有17000亿条,约260TB,彼时游戏还主要以二维平面为主。
挑战不仅如此,同一空间内的多人交互涉及到的不仅是画面,还要解决多人互动的诉求。以举办一场十万人规模的是虚拟演唱会为例,基于远近距离的多人语音交互、众多用户相互动作的动态捕捉和实时呈现、及由此带来的海量数据处理所引发的高渲染、低延时问题,均是目前业界需要平衡的挑战。再如,王者荣耀这款手游最高同时在线人数接近一亿人,如果将这款游戏搬到元宇宙,带来的数据处理挑战难以想象。
为满足元宇宙性能极致需求,浪潮推出了元宇宙服务器和G6全闪分布式存储,从计算到数据,提供全栈加速方案,以“革命性”技术为元宇宙提供新型基础设施。
首先,在计算层面,元宇宙服务器MetaEngine将承载元宇宙构建和运行所需的技术和工具,提供对AI、渲染、仿真、建模等负载的算力支持,满足元宇宙创建所需的算力需求,并通过高速、无阻塞的网络信道,按需扩展至大规模算力集群。
其次,在存储层面,新一代G6全闪分布式存储为了提升性能,进行了全链路端到端性能优化。正如“复兴号”高铁需要配备专业轨道才能跑出350公里的时速,全闪分布式存储通过智能协议卸载和RDMA协议(路好)、CPU专核专用(车好)、ZNS SSD数据分流技术(调度好)的联合打磨和创新,让存储性能飙到业界领先水平。同时为了获得更高的性能,浪潮还开发了SSD高速存储介质,针对分布式存储和SSD这对“黄金组合”进行代码级联调优化,将性能发挥到极致。
在“72般技艺”加持下,浪潮全闪分布式存储在SPC-1国际基准测试中以30节点、630万IOPS夺得分布式存储性能全球第一。这还不算完,这套存储最高可扩展至5120节点,实现TB级稳定带宽,理论性能达到亿级IOPS或百亿级文件,为元宇宙应用提供澎湃动力。
“面对元宇宙对数据基础设施前所未有的挑战,我们将在NVMe Over Fabric、CXL高速互联、SDM软件定义内存、跨域容错、跨数据中心纠删码等前沿技术领域持续探索,为下一代高性能、可扩展的存储系统做好准备”,叶毓睿表示。
问题三:安全性、可靠性面临挑战。
元宇宙里,用户的数字资产是有价值的,一旦丢失会造成巨大损失。可以把存放这些数字资产的存储系统看成“数字银行保险箱”,需要超乎寻常的安全性和可靠性。
比如2021年3月,音乐家 3LAU 在 NiftyGateway出售了一张 NFT 专辑,价格为900 万美元。而NFT项目里,一个带着瓜皮帽抽着烟的代号9527的头像,不久前在赛博世界里卖了34万美元。
浪潮G6存储从部件、器件、整机系统、核心软件、管理软件到解决方案实现全栈技术创新,用六重保护确保服务永远在线、数据永不丢失;此外还将人工智能技术融入存储系统的管理和运维,基于智能统一存储管理平台InView对存储容量、性能、硬盘故障进行精准预测,保障元宇宙业务7X24小时在线。目前,浪潮存储已批量进驻六大行、大型保险公司、证券公司,能够以“金融级”可靠性护航元宇宙核心数据,保护用户的数据资产。
未来元宇宙将迎来广阔发展空间,彭博行业研究报告预计元宇宙将在2024年达到8000亿美元市场规模;普华永道预计元宇宙市场规模在2030年将达到1.5万亿美元。浪潮存储作为市场销量全球前四且增长最为强劲的厂商,将坚守高端品质,在分布式、集中式全闪领域持续加大投入,加快引进PM持久内存、SCM内存存储、SDM软件定义内存、CXL高速互联等新存储技术,敏捷响应新场景、新应用需求,释放数据价值提速数字经济。

标签: 世界 元宇宙 宇宙

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