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中科曙光FN Neo:集中式儲存怎麼賦能推理需求

2026年09月22日 首頁 » 熱門科技

智能體帶來的一個很明顯的變化,就是上下文變得更長、更連續。

AI Coding是一個典型場景,隨著工程規模擴大,一個任務涉及的代碼、文檔和歷史交互越來越多,上下文很容易達到幾十兆甚至上百兆。

中科曙光集中式儲存產品部總經理郭照斌提到,在這種情況下,如果KV Cache不能及時卸載並在後續推理中復用,即使GPU算力足夠強,也會因為大量重複計算影響Token輸出效率。

針對推理過程中出現的這些新需求,中科曙光在2026年CCF全國資訊儲存技術學術會議上發布了全新疊代升級的AI推理原生儲存FN Neo。與傳統集中式儲存更多承載資料庫、虛擬化和文件共享等通用業務相比,FN Neo將KV Cache納入儲存管理範圍,希望用一套儲存承載中小規模私有化推理中的多類數據。

中科曙光FNNeo集中式儲存怎麼賦能推理需求

推理變長之後,集中式儲存還能不能用

推理過程中需要處理的也不只有KV Cache,模型參數、Agent運行的容器環境以及共享數據,都在使用不同層級的儲存資源。

郭照斌提到,從HBM、內存到後端外置儲存,儲存在推理過程中的使用越來越多。對企業來說,如果不同類型的數據分別配置不同的儲存設備,成本也會跟著增加。

集中式儲存需要經過網路訪問,距離GPU也比本地盤更遠,傳統NAS、SAN的協議路徑又相對較長,在追求低延遲的推理場景中,很容易被認為不夠合適。

「無論是大規模共享集群,還是中小規模算力集群,後端採用什麼硬體形態只是其中一個因素,協議處理能力、橫向和縱向擴展能力,以及能不能支撐共享訪問,同樣會影響使用效果。」郭照斌說道。

本地盤位於計算節點內部,訪問時不需要經過外部儲存網路,因此通常具有更短的數據訪問路徑。FN Neo選擇直接提供KV原生語義,希望減少中間環節,同時利用集中式儲存的共享能力,讓多個計算節點訪問同一套後端儲存。

集中式儲存過去存的主要是文件和資料庫,到了AI推理階段,KV Cache也開始進入共享儲存。它會被反覆寫入、讀取和復用,對延遲的要求也更高。FN Neo把KV語義直接放到儲存側,目的就是讓這條訪問鏈路更短。

集中式儲存做推理,四道關要過

FN Neo在多協議、高性能、高可靠和可擴展四方面進行了面向AI推理的深度優化。

要讓集中式儲存真正進入推理鏈路,KV Cache的訪問路徑首先得縮短。FN Neo從統一儲存池直接提供KV、SAN和NAS三種原生協議,減少中間協議和數據轉換。

郭照斌多次提到「原生直出」。協議層級越多,數據經過的路徑越長,延遲也越難控制。三種協議共用底層CPU、內存、網路和NVMe資源,儲存空間也可以在不同業務之間調度。

為了減少共享資源帶來的爭用,中科曙光還在FN Neo中使用了「超級隧道」技術。

「超級隧道」首先解決的是硬體資源競爭。資源共享雖然提高了調度靈活性,但內存、網路、硬碟等硬體資源本身有限。多個協議同時運行,或者單一協議下出現大量並發請求時,如果缺少統一規劃,請求很容易集中到某個節點、網卡或硬碟,形成熱點。「超級隧道」以CPU核心為中心,把鄰近的內存、網路和硬碟資源組織成相對獨立的資源通道,並將儲存陣列和CPU核心劃分到不同的資源線上,先從底層減少不同任務之間的資源爭搶。

另一類解決的是軟體上的競爭。為了保證運行邏輯和數據語義的正確性,傳統軟體通常需要通過鎖機制協調不同任務,但由此也會帶來排隊,時延難以預測。「超級隧道」通過繞開部分作業系統路徑,自定義內存管理和協程機制,並引入無鎖設計、原生語義處理和看板機制,減少軟體層面的等待。再疊加XNIO、XDIO等零拷貝能力,縮短整個數據通路。

基於這套架構,新的協議和語義能力可以直接疊加到現有通路上。比如要支持文件協議,就增加一個處理文件的微服務;要支持KV原生語義,就增加一個處理KV操作的微服務。其他底層能力仍然依託「超級隧道」,這樣既能保持資源調度的靈活性,也能減少新增協議對整體性能的影響。

除了資源劃分外,FN Neo還通過三級負載均衡,對整個數據鏈路進行統一調度。無論一個卷承載的是文件、塊,還是KV原生語義,都可以把請求分散到整個陣列,充分利用底層資源。用戶只需要定義一個卷,就可以調用整個陣列的性能,不需要為了提高並行度再人為拆分多個卷、分別進行並發操作。

在可靠性方面,FN Neo也繼承了FlashNexus全閃陣列已有的能力,包括控制器故障保護、硬碟故障及多盤同時故障保護,以及慢盤的自動檢測和隔離。同時,系統對硬碟的狀態監控、管理和運維進行統一管控,儘量把底層硬體故障對上層業務的影響降到最低。

最後可擴展性方面,為了適應推理算力和儲存需求的變化,FN Neo支持大規模擴展,控制器最多可以擴展到1024個,面向數據中心級的大規模推理應用。擴展分為縱向和橫向兩種方式。如果只是容量不足,可以直接增加不帶CPU的硬碟框,以更低成本擴充儲存容量。如果性能和容量都需要提升,則可以增加控制框,相當於新增一套完整的FN Neo,實現性能和容量同步擴展。

智能體推理全場景,一套儲存怎麼支撐

FN Neo支撐推理場景,要先從原生KV語義說起。當前一種常見做法,是通過文件系統接口完成KV Cache的回讀和回寫,但文件系統本身有一套完整的協議和語義要求,數據在進入KV Cache讀寫鏈路之前,還要經過相應的文件操作。相比之下,KV原生語義直接面向KV Cache的讀寫需求,中間環節更少,協議路徑也更短。

這種差別最終會體現在訪問效率上。對於KV Cache來說,讀寫本身並不複雜,影響性能的一個重要因素是中間經過了多少層協議、多少次數據處理。FN Neo由儲存側直接提供KV能力,省去部分文件系統操作和協議轉換,減少訪問時延和回讀、回寫開銷。

FN Neo還結合了GPU訪問後端儲存的GDR能力,並結合「超級隧道」的零拷貝技術,讓數據儘量減少在CPU、內存和儲存之間的反覆搬運。這樣GPU可以更直接地訪問後端儲存,KV Cache在GPU和儲存之間的流轉路徑也進一步縮短。

在KV原生能力之外,FN Neo還針對元數據和空間管理做了優化。通過高效的空間管理機制,KV相關元數據可以儘可能保留在緩存中,再配合基於Cache Line的檢索加速技術,一次KV定位到具體儲存位置的時間可以控制在300ns以內。郭照斌提到,這樣一來,KV查找本身在回讀、查詢和回寫鏈路中的開銷被進一步壓低,儘量避免檢索過程成為新的性能瓶頸。

KV原生協議除了可以適配曙光近期發布的ParaCache高效管理解決方案,還能夠與LMCache、HiCache等大模型緩存組件對接,也可以作為Mooncake的KV後端,直接提供KV原生語義和相關能力。客戶端採用全用戶態組件,對計算節點上的上層應用改動較小,也降低了接入現有推理系統的複雜度。

從測試結果來看,在單節點8卡的計算環境下,使用‌DeepSeek-R1模型時,開啟FN Neo的KV Cache卸載能力後,不同上下文長度下的性能可以提升7-12倍。擴展到多節點場景,在兩個節點、每節點8卡的集群中,使用千問2.5模型進行測試,開啟KV Cache卸載後的性能相比未卸載也有6-10倍提升。

FN Neo還可以在多個計算節點之間提供共享NAS儲存能力。相比每個節點各自使用本地盤的文件系統,共享儲存既能提高空間利用率,也能提升單卷訪問能力。郭照斌介紹,本地盤的訪問頻寬通常受單盤能力限制,大約在7GB/s到10GB/s。FN Neo的單卷文件系統頻寬可達到70GB/s,塊協議單卷頻寬則可達到160GB/s,單卷訪問能力相比單盤提升10倍以上。

比如10個計算節點如果都使用本地盤,每個節點都要保存一份相同的模型數據,相當於額外存了9份副本。採用共享儲存後,模型數據只需要保存一份,就可以供多個計算節點共同訪問。

除了NAS協議,FN Neo還提供原生塊協議,用於支持推理過程中常見的向量資料庫場景。對於實時向量資料庫這類對訪問延遲要求較高的應用,可以通過塊儲存提供低延遲的數據訪問能力。另外Docker鏡像可以按需從共享儲存池中劃分空間,不需要再為這類數據單獨準備一套儲存資源。

FN Neo還提供獨享卷和共享卷兩種訪問方式。推理過程中產生的臨時文件、模型文件等中間數據,可以通過儲存端API按需寫入FN Neo。對於lustre、GPFS、BeeGFS等開源並行文件系統,它也可以作為後端儲存底座,承載元數據和共享數據,並在上層提供Posix語義,用來滿足超節點和容器環境下的儲存需求。

寫在最後

儲存一直跟著計算和應用變化,FN Neo也是在推理負載發生變化之後,對原有集中式儲存做出的調整。

FN Neo具備兩大特質:一方面,用一套儲存承載KV Cache、NAS和塊儲存等多類推理需求,儘量降低中小規模私有化部署的起步成本;另一方面,隨著算力集群擴大,再通過橫向和縱向擴展繼續增加容量和性能。

FN Neo想解決的,就是讓這套儲存既能從中小規模推理起步,並隨集群規模擴大增加容量和性能。

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