華為打造的存儲硬件平臺，具有共享性、通用性、擴展性、高度集成性、快速實施性，以及自我完善和演進的能力。對客戶來說，這意味著減少產品交付的時間周期，提高產品的穩定性和可靠性。同時其備件的通用性、產品的易擴展性也實現了保護客戶投資的目的。

華為存儲硬件平臺由整機、組件以及底層軟件等多重子系統有機結合而成。存儲整機包括獨立機頭、盤控一體、交換機、硬盤框以及機柜等多種形態，構成設備的基本框架。華為的存儲整機給人以穩重、可靠的形象，同時具有很好的人機友好性。

組件包括控制器、接口卡、硬盤單元、電源、風扇、備電等關鍵模塊?？刂破髂K是系統的核心部件，負責數據處理和系統管控，以存儲處理器和管理芯片為核心。接口卡的作用是連接前端主機和擴展后端硬盤，以IO控制芯片為核心。硬盤單元是數據的最終載體。電源模塊、風扇模塊、備電模塊分別為系統提供電源供給、散熱和掉電保護。在系統中，這些部件都是冗余的，當其中的一個部件損壞后，系統仍然可用、業務正常進行。另外，這些部件都支持熱插拔，可以可靠、方便的更換。

底層軟件提供服務與接口、存儲協議處理、硬件與芯片適配、BIOS、OS內核調試、芯片Firmware、邏輯代碼和硬盤應用軟件等。底層軟件在硬件與存儲軟件平臺中起著至關重要的銜接作用，其本身也能獨立的行使一些功能，是存儲硬件平臺的關鍵子系統之一。

通過多重子系統集成而打造的存儲硬件平臺支撐了華為全系列的存儲產品。

 
圖2 華為存儲硬件平臺及產品支撐關系

為了打造先進的存儲硬件平臺，華為在中國總部設有強大的硬件開發團隊，為了更好的掌握全球先進技術，華為還在美國硅谷、以色列特拉維夫成立分支機構，構建一流存儲硬件專家隊伍。正是這些精英團隊為華為存儲打造出專業的產品形象，先進的系統架構和領先的存儲硬件關鍵技術。

專業的產品形象

華為努力做到由內到外，給客戶全方位的產品滿意度，因此在外觀設計上同樣追求卓越。華為公司與國際知名的設計公司Speckdesign合作設計了以坦克裝甲（Armor）為主題的第一代存儲硬件平臺；與StudioRED一起設計了以統一（Unity）為主題的第二代存儲硬件平臺；與Design3一起設計了以精確（Precision）為主題的用于高端產品HVS的存儲機柜。這些時尚穩重的外觀使華為存儲產品具有專業的產品形象。

圖3 華為存儲國際化的外觀設計

先進的系統架構

華為人深知架構設計與產品規格、性能、可靠性、擴展性、TCO等息息相關，一直把架構先行作為打造硬件平臺的一個基本原則。華為有競爭力的產品背后都有一個先進的架構。

華為設計的智能交換矩陣架構構建了真正的集群存儲系統，其用于高端存儲HVS系列產品。在華為自主研發的PCIe交換機的支撐下，該架構實現全冗余負載均衡，提高了產品可靠性，產品可用度達到99.999%；同時，智能交換矩陣讓設備可以從雙控制器向十六控制器平滑、可靠地擴展，其最大互連交換帶寬192GB/s，最大支持192個主機端口，最多支持64個后端磁盤端口以及3216塊硬盤，產品規格達到業界領先；在性能上，該架構支撐最大帶寬1024 GB/s 、最大并發1600萬IOPS、1ms響應，處于業界領先地位。 

            
 
圖4 智能交換矩陣架構

華為的分布式云存儲架構通過構建DHT存儲環實現了UDS海量存儲產品。該架構具有超強擴展性，基于DHT算法原理 ，而DHT環地址空間接近無限，通過調整虛擬節點映射關系乃至擴充虛擬節點數目可支撐物理節點的無限擴展；該架構具有高可靠性，其最大支持6個冗余位，DHT存儲環和分布式全交叉互連物理節點還具有多層級數據保護的特性，做到零概率數據丟失；該架構還具有低TCO的特性，其采用高密度設計，每單位空間內的容量和性能極具優勢，有效降低數據中心的構建成本。存儲節點采用低功耗ARM CPU ，同時支持桌面級硬盤，這些都降低了系統能耗。

 
圖5 基于DHT存儲環的分布式云存儲架構

華為存儲硬件的架構設計加入了融合的元素。硬件平臺支撐產品業務融合，對于統一存儲產品實現了底層硬件的共享性，使塊存儲與文件存儲融合。硬件平臺還實現了多位一體，即文件、備份、分析設備的硬件融合 ；在硬件架構上設計了FC/IP網絡接口融合以及IO通道的融合。這些融合的架構，提高了產品的靈活性和擴展性，同時降低了成本，最終讓客戶受益。

領先的存儲硬件關鍵技術

存儲硬件的關鍵技術包括存儲芯片的研發和應用技術、硬件加速技術、硬件驅動技術、硬盤應用技術、硬件工程技術等。華為本著打造自主可控的存儲硬件平臺的理念，不遺余力的進行這些關鍵技術的研發，沖破技術壁壘，爭做硬件技術領頭羊。

存儲芯片的研發和應用技術  

華為一向重視自主知識產權，自從存儲產品線成立開始，就確定了自研關鍵芯片的戰略。2012年，華為發布了第三代SSD控制芯片，可同時支持最新的6G SAS、6G SATA接口，滿足2xnm制程的SLC，MLC，eMLC顆粒的企業級高可靠應用。以此實現的企業級SSD盤片，性能達到30K IOPS，功耗11.5W，能效比較同等價格的SAS 15K盤片提升95%。2012年Q2，華為發布基于第三代SSD控制芯片構建全固態存儲系統 Dorado 5100系列，并在SPC-1測試中獲得600K IOPS的驕人成績。

對存儲芯片，華為不只停留在簡單的應用層面上，而是主動和Intel、Micron、Seagate、PMC、LSI、PLX等芯片廠商建立戰略合作關系，共同研究存儲芯片的發展趨勢及其應用。在16G FC、12G SAS關鍵技術的預研過程中，華為根據自己的研究成果，與芯片廠商進行技術交流，促成了設計優化，最終實現了芯片廠商和華為的雙贏。

硬件加速技術

存儲設備要具備關鍵的數據處理能力，比如重刪、加密、壓縮等技術。借助這些技術可以提高存儲系統的效率以及數據安全。比如重刪，業界友商有兩種實現方式:一種是通過純CPU來處理數據,采用這種方式CPU占有率高達95%以上,這會使系統被拖累,其它業務難以為繼。再者,為了使重刪達到一定的性能，必須使用昂貴的高端CPU,這種成本必將轉嫁給客戶；另一種是使用專用的De-dup卡來實現，也就是硬件加速技術。友商De-dup卡普遍采用SHA-1計算，只是卸載了CPU的部分負擔,系統CPU占有率仍高達85%以上，在系統執行重刪任務時，對其它業務仍有較大影響。

華為開發的Ded-up卡使用最先進的邏輯器件進行編程，提供了16個變長分段和SHA-1計算引擎，在雙控制模塊雙卡的配置下，重刪性能達到友商的2-4倍，而且幾乎完全卸載了CPU的負擔，實現真正的硬件加速。功能更為強大的動態重構多功能加速卡可作為板載FPGA、扣卡或服務器標準卡使用，實現重刪、壓縮、加密算法三合一,可根據業務需求快速切換，切換時間<10ms。

硬件驅動技術

如果說硬件提供了強壯的軀干，驅動則提供了流動的血液，剛柔并濟，讓硬件平臺可信可控。業內一些存儲設備制造商底層軟件的研發能力薄弱，依賴芯片廠商支持或采用一些簡單的開源驅動，這必然導致驅動功能單一，硬件性能難以發揮到最大，系統的穩定性也難以保證。

華為自研的存儲驅動，基于組件化的協議與公共處理，通過插入硬件與芯片適配層和接口適配層，實現硬件與芯片差異的解耦，及不同產品上層接口的解耦，這使硬件平臺實現了對產品業務的融合，讓一個硬件平臺能支撐多產品。

自研存儲驅動、自研BIOS、自研OS，再加上芯片及FIRMWARE的自研，組成了一個完整自研鏈。在此背景下，存儲硬件平臺能夠根據業務特性自如的運用芯片并進行鏈路的可控處理。驅動在業務鏈路上采用了防閃斷技術，當鏈路發生閃斷時，驅動的容錯機制保證IO不會中斷；驅動提供鏈路誤碼監測與隔離，保障業務數據可靠性；驅動采用中斷聚合技術，與芯片交互，減少進入中斷的次數，從而降低系統CPU占用，提高性能。

硬盤應用技術

目前業界的一些友商在硬盤的應用上缺乏系統化策略和技術能力，比如沒有硬盤的訪問優化，不能保證業務流控和硬盤的均衡使用；在硬盤故障處理方面缺乏精準細致的手段，很難保證硬盤的高可用性；沒有進行硬盤的節能設計等。

華為經過長期的技術積累，打造了一個完整的硬盤應用技術體系。其利用自主研發的硬盤可靠性專用軟件進行硬盤的接入配置、訪問優化、運行管理、診斷預測、容錯恢復和隔離離線。這些功能強大的軟件促成了對硬盤的優化使用和閉環控制，實現了可信可控。

 
圖6 華為存儲的硬盤應用技術

硬件工程技術

硬件工程技術，很多友商沒有形成系統的設計能力，為減少研發投入，甚至采用外包的方式來進行支撐,這很難使產品在規格、性能、可靠性方面形成競爭力。

華為素來有很強的硬件工程技術能力，在散熱設計方面，其板級散熱技術、熱管和VC散熱技術有效提升大功率芯片（如CPU）散熱能力，提高設備的業務處理能力；采用新型高效風扇提高系統散熱能力和效率，使設備更加節能；通過降噪模塊的設計，顯著降低系統噪音，提高客戶感受度。

華為在硬盤的減震設計上有獨特的技術積累，利用先進的仿真技術進行專業的抗震設計，獲得專利，使硬盤故障率降低50％。華為采用的防腐蝕技術在業內獨樹一幟，通過專利的在線腐蝕監控技術提前預警數據中心腐蝕風險，通過專業測試設備快速量化數據中心腐蝕物等級；通過聯合硬盤廠商采用ENIG/SPV工藝，有效的提升了硬盤在污染環境中的壽命和可靠性；通過防腐蝕工藝結合溫升、電壓分布設計進行局部防護，有效的提升了存儲控制模塊在污染環境中的壽命和可靠性；通過在機框加裝防腐蝕過濾器的專利技術解決機框級腐蝕問題。

展望未來

回首過往，華為在存儲硬件的自主研發之路上取得了豐碩的成果，存儲硬件平臺的可信可控也經歷了考驗。未來，存儲設備的硬件形態將會進一步發生變化，而華為將一直堅守打造自主可控的硬件平臺，并做好技術積累。

用戶對分布式存儲系統的需求將會越來越大，低功耗、高性能、易擴展的控制節點設計將是一個關鍵。華為存儲硬件已經在分布式架構設計獲得經驗，并啟動芯片自研。節點互連將是分布式系統的關鍵技術之一，高性能、低延時的全互連或交換架構將是重要課題。而華為存儲硬件團隊已經掌握了PCIe光互連技術,在Infiniband互連及RDMA技術等方面進行技術積累。

硬件融合的趨勢也越來越明顯，華為目前的存儲硬件平臺，已經支撐了一些存儲業務的融合。在IO接口和通道方面，也將采用融合架構。另外，硬件平臺均支持Scale- Out，能夠支持從低端產品到高端產品的硬件歸一，實現融合。硬件融合對用戶和存儲設備供應商來說是雙贏。

華為將在打造自主可控的存儲硬件平臺方面繼續創新進取，為客戶帶來更多價值。