为什么人工智能各种完爆人类

可以简单地说，每天生成越来越多的数据，这正增加了存储工作负载的规模和复杂性。但是，人工智能可以拯救存储管理员，帮助他们高效地存储和管理数据。通过使用AI数据存储，供应商和企业可以将存储管理提升到一个新的水平。而且，存储管理员可以找到他们目前正在努力管理的指标的解决方案。

存储管理员需要努力的主要指标

存储管理员在管理存储问题时面临一些挑战。而且，如果他们克服了这些挑战，将帮助他们在数据存储的各个方面之间找到适当的平衡，例如在哪里分配工作负载，如何分配工作负载以及如何优化堆栈等等。

一般而言，吞吐量是指处理某事物的速率。在网络级别，吞吐量的度量单位是Mbps(兆位/秒)，而在存储级别，吞吐量的度量单位是MB /秒(兆字节/秒)。由于一个字节等于八兆位，因此生产率在存储级别上提高了。并且，变得难以管理提高的生产率。

1. 延时

延迟是服务器完成请求所花费的时间。关于存储，这是指满足单个存储块的请求所花费的时间。存储块或块存储是将数据存储在卷中的块。纯延迟不受吞吐量影响，但是如果单个块请求很大，则应用延迟可能会随着吞吐量的增加而偏离。

2. IOPS(每秒输入/输出操作)

IOPS是指存储堆栈每秒可以处理的离散读写任务的数量。存储堆栈是一种允许过程调用的数据结构。这意味着将多个过程彼此存储在堆栈中，然后在调用和返回的基础上一个接一个地执行所有过程。例如，如果一个过程被调用，它将被执行，然后返回，以便在堆栈中调用下一个过程。而且，在谈论IOPS时，基础输入/输出任务可以达到存储系统的堆栈限制。例如，读取一个大文件和多个小文件可能会对IOPS产生影响。由于读取单个大文件仅需要执行一个读取任务，因此可以以较高的速度执行它，而另一方面，读取多个文件的速度非常慢，因为需要执行许多读取任务。

AI数据存储如何解决存储问题
 

你可以看到 L1 Cache 的访问延时是 1 纳秒，而内存已经是 100 纳秒了，相比 L1 Cache 速度慢了 100 倍。另外，机械硬盘的访问延时更是高达 10 毫秒，相比 L1 Cache 速度慢了 10000000 倍，差了好几个数量级别。

在价格上，每生产 MB 大小的 L1 Cache 相比内存贵了 466 倍，相比机械硬盘那更是贵了 175000 倍。

我在某东逛了下各个存储器设备的零售价，8G 内存 + 1T 机械硬盘 + 256G 固态硬盘的总价格，都不及一块 Intle i5-10400 的 CPU 的价格，这款 CPU 的高速缓存的总大小也就十多 MB。
 

所以，每个存储器只和相邻的一层存储器设备打交道，并且存储设备为了追求更快的速度，所需的材料成本必然也是更高，也正因为成本太高，所以 CPU 内部的寄存器、L1L2L3 Cache 只好用较小的容量，相反内存、硬盘则可用更大的容量，这就我们今天所说的存储器层次结构。

另外，当 CPU 需要访问内存中某个数据的时候，如果寄存器有这个数据，CPU 就直接从寄存器取数据即可，如果寄存器没有这个数据，CPU 就会查询 L1 高速缓存，如果 L1 没有，则查询 L2 高速缓存，L2 还是没有的话就查询 L3 高速缓存，L3 依然没有的话，才去内存中取数据。
 

6. 内存

内存用的芯片和 CPU Cache 有所不同，它使用的是一种叫作 DRAM (Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器) 的芯片。

相比 SRAM，DRAM 的密度更高，功耗更低，有更大的容量，而且造价比 SRAM 芯片便宜很多。

DRAM 存储一个 bit 数据，只需要一个晶体管和一个电容就能存储，但是因为数据会被存储在电容里，电容会不断漏电，所以需要「定时刷新」电容，才能保证数据不会被丢失，这就是 DRAM 之所以被称为「动态」存储器的原因，只有不断刷新，数据才能被存储起来。

DRAM 的数据访问电路和刷新电路都比 SRAM 更复杂，所以访问的速度会更慢，内存速度大概在 200~300 个 时钟周期之间。

7. SSD/HDD 硬盘

SSD(Solid-state disk) 就是我们常说的固体硬盘，结构和内存类似，但是它相比内存的优点是断电后数据还是存在的，而内存、寄存器、高速缓存断电后数据都会丢失。内存的读写速度比 SSD 大概快 10~1000 倍。

当然，还有一款传统的硬盘，也就是机械硬盘(Hard Disk Drive, HDD)，它是通过物理读写的方式来访问数据的，因此它访问速度是非常慢的，它的速度比内存慢 10W 倍左右。

由于 SSD 的价格快接近机械硬盘了，因此机械硬盘已经逐渐被 SSD 替代了。

三、存储器的层次关系

现代的一台计算机，都用上了 CPU Cahce、内存、到 SSD 或 HDD 硬盘这些存储器设备了。

其中，存储空间越大的存储器设备，其访问速度越慢，所需成本也相对越少。

CPU 并不会直接和每一种存储器设备直接打交道，而是每一种存储器设备只和它相邻的存储器设备打交道。

比如，CPU Cache 的数据是从内存加载过来的，写回数据的时候也只写回到内存，CPU Cache 不会直接把数据写到硬盘，也不会直接从硬盘加载数据，而是先加载到内存，再从内存加载到 CPU Cache 中。

（编辑：甘孜站长网）

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