磐基光忆：瞄准医疗行业“冷数据”存储需求

来源：HIT专家网      作者：朱小兵

“我们希望把医疗行业作为蓝光存储解决方案落地的重点行业之一。”磐基（湖北）信息产业发展有限公司（以下简称：磐基）董事长文珠穆博士说。

2018年4月，文珠穆开始第三次创业，创立磐基。作为一名网络安全专家，文珠穆认为，从数据安全的角度，光存储在介质等方面有天然优势。也因此，2021年，磐基联合华中科技大学、武汉光电国家研究中心，共同推出以蓝光作为核心介质的磐基光忆磁光电融合存储产品。

存储也是“卡脖子”领域

文珠穆博士介绍，长期以来，磁带库、磁盘的核心技术，主要被美国企业所掌握；光存储的核心技术，则被日本企业所掌握。硬盘、磁带全部依赖进口，闪存颗粒绝大部分需要进口，仅有长江存储可提供少量自主产品。目前，符合国际通用标准的蓝光光盘，中国已经可以自主生产。存储设备中，仅有部分存储服务器和中低端磁盘阵列可实现自主，高端磁盘阵列和磁带库基本都依靠进口。

数据存储设备从其物理介质可分为磁、光、电三种。磁介质包括HDD（机械硬盘）、TAPE（磁带）等；电介质是以SSD为代表的存储技术，如固态硬盘、闪存等；光介质自20世纪60年代末开始发展，主要经历了CD、DVD、BD（蓝光光盘）三代产品迭代。

在三种存储介质中，机械硬盘因其具有容量大、体积小、速度快等优点，得到了最为广泛的应用。SSD则因具备更为出色的存储速度和效率、防震、无噪音、发热量低等优点，正逐步取代传统硬盘。而蓝光光盘具有安全、长效等优点，是政府、国防、安全部门规定的存储交换介质，其安全性体现在：可审计、无法执行特定隐藏程序、不可篡改、防病毒。同时，相比磁和电两种介质5-10年的使用寿命，蓝光光盘的保存年限可达50-100年。

华中科技大学曹强教授介绍：“热温冷数据需求各有不同，给了我们机会。”2022年6月，华中科技大学联合磐基、武汉大学中南医院分别作为研、产、用三方，共同承担了湖北省科技厅重点科研计划项目——“磁光电融合的海量数据智能存储与管理系统的关键技术研究”。该项核心技术希望能够对海量业务数据自动分级管理，面向医疗行业提供更长效、智能、安全、绿色的存储解决方案。

推进磁光电融合存储技术产业化

在2015年世界存储峰会上，华中科技大学曹强教授正式提出磁光电混合存储的体系架构，并申请了专利《一种磁光电混合存储系统及其数据获取和存储方法》，同年获得第43届日内瓦国际博览会发明金奖。该架构是以光存储为基础的磁光电融合存储技术，集成了磁、光、电三种存储技术的优点。

为什么要走磁光电融合存储的技术路线？

一是以光存储为基础的磁光电融合存储技术集成了磁、光、电三种存储技术的优点，可为大数据存储提供一种高读写性能、长寿命、安全容灾、低运维成本的解决方案，有望成为下一代绿色数据中心的核心组成。

二是该技术路线可以有效确保网络安全及数据安全。

不过，要实现高校科研成果的产业化，并非坦途。

考虑到数据迁移和维护成本，以及数据迁移过程中可能面临的数据丢失隐患，基于光盘存储的总拥有成本明显低于基于长期数据存储的硬盘或磁带。但是，单个光盘相对于HDD或磁带的性能和容量的缺乏，极大地限制了其在数据中心的使用。

自2021年以来，磐基光忆形成了A和U两个系列的备份归档一体机产品线。其中，A系列适用于中小型企业，数据量级小、结构简单、有数据安全要求、存储周期长的场景。U系列适用于大中型企业，数据量级大、结构复杂、数据安全要求高、存储周期长的场景。

文珠穆认为，国内网络安全的发展趋势，正在从加固安全、内生安全转向原生安全；在数据安全方面，光存储结合国密算法加密，具备完整性、不可篡改性等天然物理介质优势。

“我们立足先解决有和无的问题。”曹强教授表示，华中科技大学研发团队将从源头原创新型光盘技术，初步做到每张盘片容量为1TB，未来每张盘片要做到10TB到100TB。同时，华中科技大学研发团队还参与了《磁光电混合存储系统通用规范》的制定。

医疗“冷数据”：蓝光存储的机遇与挑战

医疗行业天然具有大量冷数据归档管理的需求，这是磐基希望将医疗行业作为重点目标市场之一的重要原因。

“可能很多医院都有过迁移PACS数据的痛苦经历，甚至有过丢失数据的教训。”武汉大学中南医院信息中心主任肖辉坦言，如何高效管理存储和应用数据，是摆在医院信息部门面前的现实需求，需要产、学、研、用各方交流探讨，共同求解。

在华中科技大学联合磐基（湖北）信息产业发展有限公司、武汉大学中南医院承担的湖北省科技厅重点科研计划项目——“磁光电融合的海量数据智能存储与管理系统的关键技术研究”中，武汉大学中南医院负责从应用层面对磁光电融合数据存储研究项目的关键技术进行支撑验证。

在解放军总医院医学大数据中心原主任薛万国看来，典型三甲医院大约有98%以上的数据是影像数据，新的类型的数据还在不断增加，比如动态影像、波形，还有数字病理、基因数据等。如果按照医院PACS应用一般在20年左右的历史计算，估计PACS影像数据一般都在数个PB的量级。与此同时，在政策法规、科研、全生命周期管理等需求驱动下，医疗数据面临长期管理的一系列难题。与磁盘适用于存储热数据的特质相比，以磁带库、光盘库为代表的冷存储是解决医疗数据长期管理的适宜技术。其中，蓝光光盘库的最大优势在于适当的随机读取访问性能，更适合历史医疗数据的读取场景。薛万国主任建议，如果直接在蓝光存储的基础上封装一层对DICOM协议的支持，将有利于在医疗影像归档中的采用。

复旦大学肿瘤医院信息中心主任王奕认为，院内医疗数据可以称得上“海量”的，主要还是PACS医学影像数据、病理数据。国内领先的肿瘤专科医院的PACS医学影像数据每年新增数据量级规模都在100TB以上。目前，医院主要采用分布式存储方案来应对快速增长的存储容量需求，但预计这一方案也很快会遇到瓶颈。同时，PACS影像数据的备份和恢复是一个很大的问题，一是可能没有进行PACS影像数据的全量备份，二是由于PACS影像数据都是小文件，数据恢复非常困难。为此，王奕主任建议，研究磁光电混合存储，可以把分布式存储作为一个很好的对标，将小文件聚合优化，再写入光盘。此外，相较于分布式存储，蓝光存储需要把成本做到更低，才能更具竞争力。

薛万国主任进一步指出，为了满足医疗“冷数据”归档备份需求，与磁带库产品相比，应该将蓝光光盘库容量做到PB级、调阅数据的时间缩短至分钟级才有意义。而这几项关键指标，都是现阶段蓝光存储产品所面临的挑战。

据介绍，为了克服光盘容量及访问吞吐量的限制，磐基光忆研发了基于机架的光存储系统（ROS），用于具有内联可访问性的长期数据存储。ROS包含数千个光盘以提高总的存储容量，以及数十个光驱以增强持续访问吞吐量。更重要的是，ROS可以内联访问，并且易于部署。它可以方便地集成到机架级数据中心而无需引入额外的备份或归档系统。在磐基光忆磁光电融合存储系列产品中，高达80%的产品是国产自主化，其中软件部分完全自主，硬件部分除了磁盘、光驱以外，可全部实现国产化。

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【责任编辑：秦勉】