如何确定合适的存储系统 存储的关键瓶颈是什么

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据说现在的科技公司，不是在抢GPU，就是在往抢GPU的路上……此前4月，特斯拉CEO马斯克就购买了1万块GPU，他还称公司将继续大量购买英伟达的GPU。

在国内，近日也有报道称，字节跳动今年向英伟达订购了超过10亿美元的GPU，仅字节一家公司今年的订单，可能已接近英伟达去年在国内销售的商用GPU总和。

而在企业这边，为了“珍惜”来之不易的GPU，IT人员也在快马加鞭，他们希望能让GPU时刻忙碌，从而确保投资回报。不过有的企业可能会发现，GPU数量增加了，但GPU闲置却越来越严重。

原因何在？

别让存储成为你的关键瓶颈

如果说HPC的历史教会了我们什么的话，那就是不能以牺牲存储和网络为代价，过分关注计算。如果存储无法以良好的性能及时将数据传输到计算单元，那么即使你手握世界上最多的GPU，也无法将其转化为效率。

IT分析公司 Small World Big Data 的分析师 Mike Matchett 表示，有些模型足够小，可以在内存（RAM）中执行，从而将更多的注意力放在计算上。但如今像ChatGPT这样的大模型，需要数十亿个节点，无法保存在内存中，因为成本太高。

“你无法在内存中存放数十亿个节点，存储变得更加重要。”Matchett 说。

一般而言，无论是怎样的用例，在模型训练的过程中都有四个共同点： 

训练模型 

推理应用 

数据存储  

加速计算 

而在这些要素中，数据存储在规划过程中往往容易被忽视。

因为在创建和部署模型时，大多数的要求是迅速通过POC或测试环境，从而尽快开展模型训练，数据存储需求并不是优先考虑的。

然而，挑战在于训练或推理部署可能持续数月或数年时间。许多公司在这段时间里迅速扩大了模型规模，而基础设施也必须扩展以适应不断增长的模型和数据集。

谷歌此前公布的数百万ML训练工作负载的研究报告表明，工作负载平均花费30%的训练时间在输入数据的管道上。虽然过去的一些研究工作侧重于通过优化GPU来加速训练，但在优化数据管道的各个部分方面仍然面临许多挑战。

确定合适的存储系统

当你有了非常强大的算力后，真正的瓶颈变成了你能以多快的速度将数据输入计算，从而得到结果。

特别是数据存储和管理方面的挑战，需要对数据增长进行规划，这样你就可以在前进的过程中不断获取数据的价值，特别是当你开始更高级的用例，如深度学习和神经网络，这对存储的能力、性能和规模提出了更高的要求。具体而言： 

可扩展性

机器学习需要组织处理大量数据，而且数据量越大，模型的准确性相对也越高，这意味着企业每天必须收集和存储越来越多的数据。而当存储无法扩展时，数据密集型工作负载会产生瓶颈，这会限制性能并导致昂贵的GPU闲置。

灵活性

灵活利用多种协议支持（包括NFS、SMB、HTTP、FTP、HDFS和S3），以确保满足不同系统的需求，而不仅仅是单一类型的环境。

延迟

I/O的延迟对于构建和使用模型很重要，因为数据会被多次读取和重读。减少I/O延迟可以将模型的训练时间缩短数天或数月。更快的模型开发直接转化为更大的业务优势。

吞吐量

当然，存储系统的吞吐量对于高效的模型训练也至关重要。训练过程使用大量数据，通常以每小时TB为单位。

并行访问

为了实现高吞吐量，训练模型会将活动拆分为多个并行任务。这通常意味着机器学习算法会同时从多个进程（可能在多个物理服务器上）访问相同的文件。存储系统必须能够在不影响性能的情况下应对并发需求。

首屈一指横向扩展NAS存储为模型训练提供动力

凭借低延迟、高吞吐量和大规模并行I/O的卓越能力，戴尔PowerScale是GPU加速计算的理想存储补充。

 

PowerScale能够有效地压缩训练和测试多字节数据集的分析模型所需的时间。在PowerScale全闪存存储中，带宽增加了18倍，从而消除了I/O瓶颈，并且可以添加到现有的Isilon集群中，以加速和释放大量非结构化数据的价值。

此外，PowerScale的多协议访问能力，为企业运行工作负载提供了无限灵活性，这些工作负载既可以使用一种协议存储数据，也能够使用另一种协议访问数据。

具体而言，PowerScale平台的强大功能、灵活性、可扩展性和企业级功能可帮助您应对挑战：  

●以高达2.7倍的性能加速创新，加快模型训练周期。

●利用企业级功能、高性能、并发性和可扩展性消除I/O瓶颈，提供更快的模型训练和验证，提高模型精度，改善数据科学生产力，并使计算投资回报率（ROI）最大化。 

●通过在单个集群中高达119PB的有效存储容量，以更深的高分辨率数据集提高模型的准确性。

●利用灵活的部署和网络弹性，使您能够从小规模开始，独立扩展计算和存储，以实现大规模部署，并提供强大的数据保护和安全选项。

●通过灵活的就地分析和预先验证的解决方案，提高数据科学的生产力，以实现更快的、低风险的部署。

●经验证的设计基于同类最佳技术，包括 NVIDIA GPU加速和带有NVIDIA DGX系统的参考架构。  

PowerScale的高性能、高并发性能可满足机器学习从数据采集、数据准备、模型训练和模型推理各阶段对存储性能的要求；加上其搭载的OneFS操作系统，使所有节点能够在同一OneFS驱动的集群中无缝运行，并具有性能管理、数据管理、安全和数据保护等企业级功能，能更快帮助企业完成模型的训练和验证。

编辑：黄飞