原標(biāo)題：發(fā)射、加速與著陸：一群科學(xué)家的奧林帕斯探索之旅

有一個(gè)關(guān)于科學(xué)的基本分類，世界上有“已知的已知事物”，即我們知道自己已經(jīng)了解的事物，比如萬有引力；有“未知的未知事物”，也就是那些我們不知道自己是否了解的事物，比如暗物質(zhì)。還有一種是“已知的未知事物”，即那些我們知道自己尚未了解的事物，比如存儲(chǔ)。

石頭、繩結(jié)、紙張、打孔卡、磁盤、硬盤、閃存……時(shí)代的發(fā)展不斷推動(dòng)著人類開發(fā)和應(yīng)用更多更先進(jìn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的加速到來，傳統(tǒng)存儲(chǔ)受限于介質(zhì)、架構(gòu)、協(xié)議等因素，越來越無法滿足業(yè)務(wù)需求。

從這個(gè)角度看，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的底層基座，也是充滿了大量未知的已知事物。

探索未知，科學(xué)家們獨(dú)善戰(zhàn)場(chǎng)。

我們知道，科研工作者的首要特質(zhì)，就是擁有“第一性原理”思維，能夠從最基礎(chǔ)、最本質(zhì)的角度去認(rèn)知事物，大刀闊斧地破解現(xiàn)有的假設(shè)，跨越技術(shù)的邊界，開辟出一條新的路徑。

那么，科學(xué)家們都在挑戰(zhàn)哪些數(shù)字文明的未知難題呢？

2019年，華為在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域設(shè)立了“奧林帕斯”獎(jiǎng)，以一座地球之外、太陽系最高的火山命名，也寓意著這是一個(gè)雄心壯志的遠(yuǎn)征，一項(xiàng)前所未有的使命，需要全球科學(xué)家，想象那些無法想象的絕對(duì)領(lǐng)域，解決那些無法解決的技術(shù)難題。

前不久舉辦的2021創(chuàng)新數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施論壇上，2021奧林帕斯獲獎(jiǎng)名單揭曉，來自4個(gè)國家共25份申報(bào)課題中，最終評(píng)選出兩個(gè)難題方向的奧林帕斯獎(jiǎng)項(xiàng)：來自清華大學(xué)的鄭緯民院士團(tuán)隊(duì)，獲得“奧林帕斯獎(jiǎng)”百萬懸紅，來自中國科學(xué)院微電子研究所的劉明院士團(tuán)隊(duì)、中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的宋志棠老師團(tuán)隊(duì)，以及中山大學(xué)的盧宇彤老師團(tuán)隊(duì)，分別獲得“奧林帕斯先鋒獎(jiǎng)”，科研獎(jiǎng)勵(lì)金50萬人民幣。

既然是飛向太陽系巔峰的傳奇故事，2021奧林帕斯懸紅的揭曉，重點(diǎn)當(dāng)然不僅僅是榮譽(yù)和獎(jiǎng)金，而是這些科學(xué)家們?cè)谂实菉W林帕斯的過程中，都挑戰(zhàn)了哪些“不可能”。

我們不妨將這場(chǎng)攀登，想象成一次飛向深空的探索之旅，從背后讀到科學(xué)家們對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的認(rèn)知，改變世界的能力，以及點(diǎn)亮數(shù)字文明的勇氣與毅力。

發(fā)射：直面創(chuàng)新的不確定性

就像火箭出發(fā)一樣，“發(fā)射”的起點(diǎn)是點(diǎn)燃科學(xué)家的突破性思維，將技術(shù)方向的不確定性轉(zhuǎn)化為自己的創(chuàng)造力。正如叔本華所說的那樣，能者達(dá)人所不達(dá)，智者達(dá)人所未見，科學(xué)家就是要想象無人見過的風(fēng)景，挑戰(zhàn)前所未決的難題。

而存儲(chǔ)領(lǐng)域的三大趨勢(shì)，決定了必須有人率先奔赴“無人區(qū)”。

一是數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長。數(shù)字生活使得個(gè)人、企業(yè)、社會(huì)等時(shí)時(shí)刻刻產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模變得非常龐大，《IDC：2025年中國將擁有全球最大的數(shù)據(jù)圈》研究表明，2025年中國新增數(shù)據(jù)量將達(dá)到48.6ZB，年平均增長率為30%。

二是業(yè)務(wù)負(fù)載動(dòng)態(tài)變化。現(xiàn)代業(yè)務(wù)應(yīng)用的負(fù)載呈現(xiàn)突發(fā)式、潮汐式、動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)類的業(yè)務(wù)，隨時(shí)可能出現(xiàn)業(yè)務(wù)負(fù)載的突發(fā)性變化，難以精確預(yù)測(cè)，如何提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展能力，是存儲(chǔ)技術(shù)亟待突破的問題。

三是數(shù)據(jù)挖掘與智能應(yīng)用。人工智能應(yīng)用的普及，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)挖掘、分析、處理，資源的即時(shí)使用和釋放，對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

這些新場(chǎng)景、新需求的驅(qū)動(dòng)下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)必須向前演進(jìn)。而基礎(chǔ)領(lǐng)域的突破，尤其需要科學(xué)家們參與其中。

為了激勵(lì)全球創(chuàng)新智慧，華為在2019年設(shè)置了“奧林帕斯獎(jiǎng)”，聚焦于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的“未知領(lǐng)域”。第一屆聚焦于“自動(dòng)駕駛”的數(shù)據(jù)全生命周期治理，以及每比特極致性價(jià)比的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。2020年，兩大難題方向也隨著產(chǎn)業(yè)需求和社會(huì)發(fā)展而變化，一個(gè)是構(gòu)建每bit極致性價(jià)比的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，鼓勵(lì)全球科學(xué)家不斷革新存儲(chǔ)軟硬件系統(tǒng)；另一個(gè)則是下一代存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)根技術(shù)突破，希望有志之士能夠在新型存儲(chǔ)介質(zhì)、壓縮算法等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域的關(guān)鍵根技術(shù)上進(jìn)行探索。

接下來，我們就一起踏上旅程，看一看過去一年里，這群全球科學(xué)家是如何與不確定性共舞，領(lǐng)航數(shù)字文明。

加速：在2021，見證不可能化為可能

奧林帕斯兩大賽題確定之后，就是全球科學(xué)家們付諸創(chuàng)意與行動(dòng)，探尋解決之道了。

從本屆奧林帕斯獎(jiǎng)來看，一共收到了來自全球25個(gè)團(tuán)隊(duì)共97名學(xué)者的參賽項(xiàng)目申請(qǐng)，產(chǎn)出了1個(gè)奧林帕斯獎(jiǎng)和3個(gè)奧林帕斯先鋒獎(jiǎng)。

這些原創(chuàng)性突破，從多個(gè)領(lǐng)域擺脫“路徑依賴”，在存儲(chǔ)介質(zhì)、存儲(chǔ)架構(gòu)、存儲(chǔ)協(xié)議、應(yīng)用模式等方面迭代創(chuàng)新，展現(xiàn)出創(chuàng)新的“加速度”：

1.中國科學(xué)院微電子研究所的劉明院士團(tuán)隊(duì)，突破了先進(jìn)節(jié)點(diǎn)嵌入式阻變存儲(chǔ)器關(guān)鍵技術(shù)，獲得了2021奧林帕斯先鋒獎(jiǎng)。

阻變存儲(chǔ)器是發(fā)展下一代顛覆性計(jì)算新范式的基礎(chǔ)器件之一，許多新技術(shù)都需要基礎(chǔ)的科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)難題的不斷突破。劉明院士團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)解決了RRAM在物理機(jī)理、性能優(yōu)化、大規(guī)模集成和芯片設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，研制出國際領(lǐng)先的28nm和14nmRRAM嵌入式存儲(chǔ)芯片，實(shí)現(xiàn)了RRAM從器件、集成到IP應(yīng)用的全棧解決方案。

在頒獎(jiǎng)典禮現(xiàn)場(chǎng)，團(tuán)隊(duì)成員許曉欣也分享了研究過程，尤其是揭示普遍行為背后物理機(jī)制和發(fā)展有效的手段，以及實(shí)驗(yàn)室原型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中的工程難題上，最終在整個(gè)團(tuán)隊(duì)的不懈努力和國內(nèi)企業(yè)界的大力支持下，推動(dòng)了我國新型存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。

2.中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所的宋志棠教授團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了世界最快新型相變材料。

不同存儲(chǔ)介質(zhì)適用于不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景，是存儲(chǔ)領(lǐng)域的底層技術(shù)之一。由相變材料構(gòu)成的相變存儲(chǔ)器，在大數(shù)據(jù)中心、通信基站、手機(jī)電腦等都有著應(yīng)用前景。

宋志棠教授團(tuán)隊(duì)首次提出陰、陽離子八面體基元是相變材料納秒級(jí)可逆相變的基本單元，開發(fā)出世界上首個(gè)用于三維集成的Te開關(guān)陣列，同時(shí)自主研發(fā)12英寸151道PCM非標(biāo)工藝，實(shí)現(xiàn)了128MbPCM成套工藝與產(chǎn)品商用，推動(dòng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化成高性價(jià)比產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)需求。這一研究成果，獲得了2021奧林帕斯先鋒獎(jiǎng)。

3.中山大學(xué)的盧宇彤教授團(tuán)隊(duì)，研發(fā)了大規(guī)模可擴(kuò)展并行文件系統(tǒng)Kapok，獲得2021奧林帕斯先鋒獎(jiǎng)。

突破異構(gòu)存儲(chǔ)的并行文件系統(tǒng)架構(gòu)、分布元數(shù)據(jù)管理、并發(fā)訪問等關(guān)鍵技術(shù)，可以支持海量數(shù)據(jù)高效管理和快速訪問，實(shí)現(xiàn)高并發(fā)、低延遲，也是首個(gè)可以支持萬億級(jí)的文件，億B級(jí)數(shù)據(jù)的并行文件系統(tǒng)，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

在2021奧林帕斯頒獎(jiǎng)典禮上，盧宇彤教授分享到，Kapok這個(gè)名字是木棉的意思，以廣州市市花木棉為名，是為了紀(jì)念廣州超算中心的團(tuán)隊(duì)率先聚焦于粵港澳大灣區(qū)超算與大數(shù)據(jù)智能融合的多樣化應(yīng)用需求。

目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在國家級(jí)超算中心部署使用，支撐大氣海洋、能源材料、生物醫(yī)藥等多領(lǐng)域、多模式的應(yīng)用。

4.清華大學(xué)鄭緯民院士團(tuán)隊(duì)，也憑借高可靠高性能分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，獲得本屆奧林帕斯的百萬懸紅大獎(jiǎng)。

具體來說，通過大規(guī)模糾刪碼技術(shù)、高速RDMA網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)塊和元數(shù)據(jù)全分散機(jī)制、內(nèi)核旁路等技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的可靠性，降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高性能的數(shù)據(jù)服務(wù)。

我們知道，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為個(gè)人、企業(yè)、政府的重要“資產(chǎn)”，數(shù)據(jù)丟失、泄露、誤刪帶來的損失不可估量。如何更有效地對(duì)大型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，成為數(shù)據(jù)可靠性保證技術(shù)的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)?？苹眯≌f《三體》中，科學(xué)家們最終找到的永久保留人類文明的方式，是將歷史都刻到石頭上，可靠與便捷真的無法并存嗎？鄭緯民院士團(tuán)隊(duì)的工作，正是讓數(shù)據(jù)能夠安心地存放更長久，同時(shí)通過數(shù)據(jù)訪問的旁路技術(shù)、全分散的存儲(chǔ)技術(shù)等，讓人類可以更快速地挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值。

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)在IO500榜單中連續(xù)三次蟬聯(lián)總榜第一名和10節(jié)點(diǎn)榜單第一名，可謂是實(shí)至名歸。

這些存儲(chǔ)領(lǐng)域的科學(xué)家們，在奧林帕斯的賽道上，不斷逾越技術(shù)障礙，駛出了創(chuàng)新加速度。

借助奧林帕斯獎(jiǎng)這扇“窗戶”，我們也可以一窺偉大而神秘的科學(xué)探索征程，感受到改變世界的力量。

著陸：奔向下一次未知

當(dāng)然，2021奧林帕斯獎(jiǎng)項(xiàng)揭曉，是一次階段性的成功著陸，并不是科研的終點(diǎn)。

以奧林帕斯為契機(jī)，我們也得以思考存儲(chǔ)領(lǐng)域接下來的發(fā)展之路。目前已經(jīng)明晰的方向是：

1.科學(xué)的延展。

在加速到來的數(shù)字經(jīng)濟(jì)面前，只有科技的持續(xù)突破，才能始終保持領(lǐng)先。存儲(chǔ)領(lǐng)域的新難題、新需求也在不斷產(chǎn)生，比如雙碳戰(zhàn)略的發(fā)布，需要學(xué)術(shù)界通過軟硬協(xié)同的創(chuàng)新方式，面向未來多樣化的智能數(shù)據(jù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體應(yīng)用效率大幅度的提升，數(shù)據(jù)中心的能耗能夠大幅度的下降。

因此，華為也將“極致能效比的超融合數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”，列入了2022年奧林帕斯的難題懸紅，周躍峰博士表示：雙碳目標(biāo)與全人類的命運(yùn)攸關(guān)，明年懸紅大獎(jiǎng)朝向這個(gè)方向探索。

此外，“構(gòu)建每bit極致性價(jià)比的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)能夠可持續(xù)高速發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，無法畢其功于一役，2022年奧林帕斯的難題二則延續(xù)了這一方向，定為“每bit極致性價(jià)比的下一代存儲(chǔ)”，等待著全球科學(xué)家們的沖鋒。

2.精神的動(dòng)能。

存儲(chǔ)作為底層技術(shù)，需要長期投入。宋志棠教授的團(tuán)隊(duì)在相變存儲(chǔ)器領(lǐng)域一扎根就是二十年，與國內(nèi)最大的芯片制造公司合作了15年，劉明院士團(tuán)隊(duì)也是十年磨一劍。所以，存儲(chǔ)領(lǐng)域也十分需要能夠長期同行的伙伴，有力的資源支持與精神鼓勵(lì)。

一直以來，華為也將科學(xué)家與科學(xué)精神放到了心里、落到了行動(dòng)。在存儲(chǔ)領(lǐng)域持續(xù)投入，與超過25所國內(nèi)高校、30所海外高校建立了合作關(guān)系。2019年開始，專門設(shè)置了奧林帕斯大獎(jiǎng)，激勵(lì)全球科研工作者一起來解決存儲(chǔ)領(lǐng)域的世界性難題。2020年，與莫斯科國立大學(xué)攜手舉辦了全球數(shù)據(jù)壓縮大賽，推動(dòng)了數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域的創(chuàng)新。目前，2022年奧林帕斯獎(jiǎng)的兩大賽題也已經(jīng)公布。

產(chǎn)研融合的人才培養(yǎng)模式，讓科學(xué)家們的科研之路不再孤獨(dú)，提供源源不斷地精神動(dòng)能，助力存儲(chǔ)技術(shù)的突破、中國存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。

3.商業(yè)的對(duì)接。

劉明院士曾在分享存儲(chǔ)器技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)時(shí)提到，沒有商業(yè)模式，技術(shù)創(chuàng)新無用武之地；沒有核心技術(shù)，商業(yè)模式創(chuàng)新難以持續(xù)。

據(jù)IDC的預(yù)測(cè)，2020-2024年中國企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)市場(chǎng)將保持7.16%的年復(fù)合增長率，到2024年中國企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)市場(chǎng)空間將達(dá)到65.9億美元。產(chǎn)業(yè)需求推動(dòng)并反哺存儲(chǔ)技術(shù)及產(chǎn)品的升級(jí)，讓商業(yè)與研發(fā)進(jìn)入良性循環(huán)，也是存儲(chǔ)領(lǐng)域的重要趨勢(shì)。

所以，奧林帕斯獎(jiǎng)的評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持從成果的技術(shù)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值兩方面進(jìn)行考量，一方面鼓勵(lì)科學(xué)家勇攀技術(shù)高峰，同時(shí)考量成果是否具備轉(zhuǎn)化和應(yīng)用價(jià)值，發(fā)展前景和擴(kuò)展?jié)摿θ绾危欠窬邆錆撛诘纳鐣?huì)或經(jīng)濟(jì)效益。

華為在存儲(chǔ)市場(chǎng)上，以技術(shù)突破占據(jù)先機(jī)，以創(chuàng)新引領(lǐng)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，市場(chǎng)占有率一路高歌猛進(jìn)的實(shí)踐，也證明了，科技創(chuàng)新將創(chuàng)造出最具潛力的價(jià)值。

奔赴奧林帕斯，讓我們看到了科學(xué)家的勇氣與浪漫。

勇氣在于，科學(xué)是一場(chǎng)前無古人的漫長旅行，愛因斯坦曾形容自己的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程：在黑暗中摸索真理，強(qiáng)烈的愿望、自信和疑慮反復(fù)交替，直到打破僵局，科學(xué)的真相水落石出，只有親身經(jīng)歷過這一切的人才知道是什么感覺。

浪漫在于，地球上的每一個(gè)生物都帶有宇宙大爆炸的痕跡，正如羅馬詩人盧克萊修所寫的那樣：“我們都孕育自天上的種子”，一群科學(xué)家們?cè)诘厍?、在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域仰望奧林帕斯的時(shí)刻，也是人類文明之美爆發(fā)的瞬間。

我們期待著下一屆奧林帕斯，在時(shí)代變局中、在存儲(chǔ)世界里，繼續(xù)沖擊技術(shù)的上限。

偉大的戲碼繼續(xù)上演，而你或可貢獻(xiàn)一行詩句，一首新詩，甚至一個(gè)全新的故事。

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