深信服aStor统一存储在科研存储场景实践
背景图 2026-10-30 17:18:02

科研存储案例的价值不在容量大小,而在数据如何接入、如何计算、如何留存。以下项目分享覆盖中科院体系、独立科研机构、重点高校与本科院校,均基于深信服aStor统一存储建设。业务场景横跨脑科学研究、AI训练、基因测序、蛋白质科学、基因组共享等前沿科研领域,完整展现了不同科研主体在数据接入、计算、留存全流程中的存储实践。

一、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心:1.5PB 支撑 54 个课题组

该中心是国内脑科学与类脑智能研究的核心机构之一,拥有 54 个研究组与 100 余台国际领先科研设备,包括 9.4T 磁共振成像系统、功能超声成像系统等。神经成像与显微观测设备每天产生数百 GB 至数 TB 数据,单张显微镜图像为数百 MB 至数 GB。

改造前,跨课题组协作既要按组划分空间,又要支持共享;进口设备的数据直存需求较强,人工转存耗时且容易出错。方案配置 1.5PB 统一存储,采用多租户模式按课题组划分独立空间,基于目录与角色进行权限控制;以 NFS 与 SMB 双协议对接 Windows 与 Linux;图形化界面支持一键上传下载与共享链接。

交付后,TB 级全脑成像数据加载时间减少 80%,管理成本降低 40%;54 个课题组在同一套底座上隔离运行;进口设备数据可直接写入,不再经人工转存。

该项目的难点不在容量,而在多租户与设备兼容。54 个课题组意味着 54 套权限、配额与备份策略;100 余台设备意味着接口形态各异,有的走 NFS,有的走 SMB,有的只能通过工作站中转。统一存储以多协议接入与目录级配额,把这些问题收敛到一套管理面。

二、清华大学智能产业研究院:480TB 支撑十余个课题组的 AI 训练

该院为清华大学下设的人工智能研究机构,十余个课题组并行开展 AI 训练,数据集规模从 TB 到百 TB。改造前,训练数据分散在课题组各自环境中,GPU 等待数据;容量使用率上升后性能下降。

方案以 480TB 统一存储作为高性能文件底座,承载十余个课题组的训练数据与模型文件,并按需扩容。交付后,容量使用率超过 90% 时性能不衰减;多课题组共享同一套高性能底座,避免各自重复建设。

对高校科研平台而言,这一案例说明了一件事:AI 训练场景的选型标准不是空盘跑分,而是高使用率下的性能曲线。课题组的真实环境很难保持低水位,按 90% 使用率设计更贴近实际。

另一个细节是扩容方式。AI 课题组的规模增长往往突发,一个项目拿到经费就可能在几个月内增加数十张卡;存储若不能在线扩容,平台只能让课题组排队等设备。按需扩容、扩容不停机,是高校平台能否承接突发需求的关键。

三、山西医科大学:3 台混闪、1.05PB,基因测序由一周以上缩短至 3 天以内

该校消化系统肿瘤防治中心承担基因测序生产与长期归档任务。改造前,测序分析周期在一周以上,算力等待数据;年新增约 200TB,容量规划压力较大。

方案配置 3 台统一存储混闪、1.05PB,以 12 块 NVMe SSD 与 108 块 16TB 硬盘进行分层,热数据位于 SSD,原始数据与结果下沉至容量层。交付后,分析周期由一周以上缩短至 3 天以内,分析时间缩短约 60%,成本降低约 30%;年增 200TB 可在同一底座上扩容。

生信场景的性价比藏在分层配比里:热层不必大,但要够用;容量层要能线性扩,但不追求高性能。把这两点算清楚,3 台设备也能承载 PB 级业务。

该项目的另一个启示是:生信流水线的瓶颈会随阶段变化。比对阶段吃 CPU 与内存,变异检测阶段吃随机读,归档阶段吃容量;存储要能按阶段调整数据位置,而不是一条路径跑到底。分层与预取配合,才能让每个阶段都跑在合适的介质上。

四、厦门大学:1PB 统一资源池,网盘数据由公有云迁回校内

厦门大学校级数据分散在多个业务系统与公有云网盘。改造前,数据孤岛明显,网盘数据在公有云,科研与教学数据在校内,跨系统共享依赖下载与上传。

方案建设 1PB 统一资源池,一套平台提供文件与对象两类服务,网盘数据迁回校内,科研、教学与办公共用一套底座。交付后,校级数据由多处存放收敛为一个资源池;网盘数据回迁后,访问路径与权限体系统一。

校级平台的抓手往往是“先收网盘”,因为那是数据最散、用户感知最强的一块。网盘回迁完成后,再逐步接入科研与教学数据,阻力会小很多。

统一资源池还带来权限与审计的便利。过去网盘、科研系统、教务系统各有账号体系,数据共享靠临时授权;收敛到一套底座后,按角色与目录授权,访问留痕,审计时有据可查。对高校而言,这既是技术收敛,也是管理收敛。

厦门大学的项目还验证了“一套平台两类服务”的可行性:文件服务承接教学与科研共享,对象服务承接网盘与海量小文件,两者共用同一套底座,运维不需要分别维护两套系统。对希望减少系统数量的高校,这是一种可复制的做法。

五、某国家蛋白质科学中心:5PB 承载平台生产与备份

该中心承担 iProX、PDPM 等平台系统的数据存储与共享任务。改造前,平台生产数据与备份数据需要分开承载,国际合作用户对可用性要求较高。

方案配置 5PB 统一存储,一套承载平台生产数据,一套作为中心备份资源;配合超融合平台与远程复制构建数据中心级容灾。交付后,生产与备份均有独立存力;跨数据中心可通过异步复制切换;运维收敛至统一管理平台。

科研平台同样需要“生产/备份分离”,不能把备份放在同一套故障域里。这一原则与业务系统一致,只是科研项目往往缺少专职运维,容易被忽略。

国际合作的场景还要求数据可共享、可追溯。平台对外提供数据下载与检索服务,底层需要支持按项目授权、按文件审计;统一存储的文件审计与配额能力,正好覆盖这两项要求。

六、某国家级基因组研究所:50TB 全闪与 4PB 混闪,承载汇交与共享

该所承担生物信息大数据汇交、集中存储、安全管理与开放共享任务。改造前,需要在现有存储基础上新增高性能、大容量资源,支持在线扩容与长期备件;测序数据分析与大规模数据库检索对 IO 要求较高;系统需 7×24 小时运行。

方案采用 50TB 全闪与 4PB 混闪的分层架构,全闪承接高 IO 科研任务,混闪承接长期存储与汇交,支持在线扩容不停机。交付后,汇交、存储与计算三类任务在同一底座上分层承载,扩容与备件服务可持续。国家级平台选存储,第一看能不能在线扩,第二看分层配比对不对。

汇交业务的峰值特征明显:项目结题、数据发布前后,短期内有大量数据集中上传。存储需要在这段时间内保持写入稳定,且不影响在线检索;按峰值预留写入带宽、按均值规划容量,是这类平台的常见做法。

七、更多案例实践

某病毒学研究所:2.2PB,承载科研实时数据采集系统后端,通过目录空间划分支撑多品类数据治理。某天文台:1PB,承载天文观测数据,夜间观测洪峰写入稳定。某实验室冷冻电镜中心:2.6PB,承载预处理阶段大图与后处理过程文件、成果文件的长期归档。

某环境科学研究院:3.2PB,承载全国重型车排放远程监控平台,海量小文件持续写入。某计量科学研究院:39 台国产化存储,建设全栈国产化信息基础设施。某邮电大学未来学习中心:3.6PB,支撑大数据平台、模型平台、开发平台与实训平台。

某海洋大学三亚海洋研究院:5PB,承载海洋数据汇聚管理、处理分析与共享服务。某海事大学船舶导航国家工程中心:1PB,承载船舶导航工程应用与科研办公。某农业大学信息工程学院:2PB,支撑农业多模态数据融合与智能决策算力。

贵州医科大学:7PB,承载图书馆电子资源、智慧教室直播录播等非结构化数据。某城市学院:2.4PB,承载课程资源、论文资源、录课视频与 AI 训练数据。某传媒学院:2.1PB,以智慧教室录播为主,构建统一存储资源池。某电力职业技术学院:30TB 全闪,承载 AI 实训后端高性能存储。

从项目类型看,18 个项目大致分为三类:科研计算型,以全闪加混闪支撑 HPC 与 AI;数据汇交型,以大容量混闪支撑长期保存与共享;教学资源型,以混闪支撑录播、课件与图书馆资源。三类项目的共性是数据持续增长、预算分批下达,因此在线扩容与分层配比是共同诉求。

从区域分布看,项目覆盖北京、上海、山东、四川、贵州、湖北、广东、海南等地,既有中科院体系的院所,也有地方高校与高职院校。这说明统一存储的适用面并不局限于头部机构,地市级院校同样可以用同一套架构解决数据分散与扩容问题。

从建设节奏看,多数项目采用“先建核心、再扩容量”的方式:首期按 3—5 年需求配置,后续按年增量扩容;也有项目先解决最痛的一类数据(如测序、录播或汇交),再逐步接入其他业务。分步建设的成本更低,也更容易在预算周期内落地。

这些项目的验收方式也趋于一致:不看单一跑分,而是看三类指标——业务上线时间是否缩短、数据搬迁是否减少、扩容是否停业务。三项都改善,项目才算达到目的;只改善一项,往往意味着方案只解决了局部问题。

从长期看,这些项目还有一个共同收益:数据资产的可见性。过去院所的存储容量、使用率与增长趋势分散在各套系统里,年度预算难以论证;收敛到统一视图后,容量与增长一目了然,扩容申请也更有依据。

八、横向归纳:18 个案例的四个共同点

第一,多来源数据汇于一处。仪器、课题组、平台与归档四类来源最终收敛到一个命名空间。第二,依靠分层而非全量全闪。1.05PB、2.6PB、3.2PB、5PB 等项目,性能层占比较低,投入集中在配比设计上。第三,要求在线扩容。科研数据没有到顶的一天,扩容不能停业务是硬性指标。第四,重视小文件能力。生物信息、影像、日志与遥测数据,真正拖慢分析的是海量小文件,而非大文件带宽。

这四点也解释了为什么统一存储适合科研:它不是为某一种负载定制的设备,而是把多种负载放进同一套架构,再用分层与命名空间把它们组织起来。对数据来源复杂的科研平台,这种组织能力比单点性能更重要。

如果把这些项目放在一张图上,会发现它们沿着同一条路径演进:先解决“存得下”,再解决“找得到”,最后解决“算得快”。统一存储在三个阶段都能承接,而不必在每个阶段更换一次平台。这也是院所愿意把不同业务逐步收敛到同一套底座的原因。

还有一个隐性共同点:这些项目在建设前都做过数据盘点。哪些数据在仪器上、哪些在课题组 NAS 上、哪些在归档库里,年增量多少、访问频率如何,梳理清楚之后,分层配比与迁移顺序才有依据。盘点本身不产生性能,但决定了方案是否可用。

总结:案例的共性是数据流转路径清晰

18 个项目的共同点,是把仪器、课题组、平台与归档四段路径连接为一条。容量大小是结果,接入方式是原因。落地时可先绘制本单位的数据来源清单,标出仪器、平台、课题组与外部汇交四类来源的年增量与访问频率,再对照案例中的分层配比估算自身的全闪比例。

关于深信服aStor统一存储

深信服aStor统一存储是深信服自主研发的企业级统一存储产品。深信服进入存储领域始于 2013 年,最初作为桌面云与超融合的底层底座交付;2017 年独立产品上市,2021 年设立四大研发中心并发布高性能生产存储版本,2025 年发布统一存储,2026 年升级为块、文件、对象、向量四协议并支持统一命名空间纳管。截至目前,深信服aStor统一存储累计参与交付超过 15064 个客户,累计交付容量约 2.45EB,PB 级项目超过 586 例,存储发明专利 400 余件;IDC 2026 年第二季度中国文件存储市场报告显示,其以 10.1% 的份额位居中国文件存储市场第三。

在科研行业,其已服务 PB 级项目单位 300 家以上,覆盖中科院体系、双一流高校、国家实验室与新型研发机构。

深信服aStor统一存储针对科研场景在并行访问、小文件处理、多租户隔离与存量纳管方面完成了适配与优化,为科研人员带来的是数据在原地即可计算、查找数据无需询问他人,为信息中心带来的是多套存储收敛为统一视图、扩容不停机、算力利用率可观测。同类科研平台的建设与改造可以沿用这些项目的路径。

表 1  典型案例客户:科研

典型客户

体系

交付容量

典型负载

某国家级基因组研究所

中科院体系

50TB 全闪+4PB 混闪

生物信息大数据长期存储、统一汇交与共享分发

某脑科学与智能技术研究机构

中科院体系

1.5PB 混闪

100 余台科研设备后端共享,54 个课题组独立空间

某病毒学研究所

中科院体系

2.2PB 混闪

科研实时数据采集系统后端高性能存储

某天文台

中科院体系

1PB 混闪

天文观测数据高性能文件存储

某国家蛋白质科学中心

独立科研机构

5PB 混闪

两套平台生产数据存力+中心备份存力

某计量科学研究院

独立科研机构

39 台国产化存储

全栈国产化信息基础设施

某环境科学研究院

独立科研机构

3.2PB 混闪

全国重型车排放远程监控平台数据存储

某实验室冷冻电镜中心

独立科研机构

2.6PB 混闪

冷冻电镜预处理大图与后处理成果长期归档

某高校智能产业研究院

重点高校

480TB(按需扩容)

十多个课题组 AI 训练

某邮电大学未来学习中心

重点高校

3.6PB 混闪

大数据平台、模型平台、开发平台、实训平台

某海洋大学三亚海洋研究院

重点高校

5PB 混闪

海洋数据汇聚管理、处理分析与共享服务

某海事大学船舶导航国家工程中心

重点高校

1PB 混闪

船舶导航工程应用与科研办公

某医科大学消化系统肿瘤防治中心

重点高校

1.05PB(混闪 3 台)

基因测序生产存储与长期归档

某农业大学信息工程学院

重点高校

2PB 混闪

农业多模态数据融合与智能决策算力

某医科大学

本科院校

7PB 混闪

图书馆电子资源、智慧教室直播录播

某城市学院

本科院校

2.4PB 混闪

课程资源、论文资源、录课视频与 AI 训练

某传媒学院

本科院校

2.1PB 混闪

智慧教室录播为主,统一存储

某电力职业技术学院

高职院校

30TB 全闪

AI 实训后端高性能全闪

注:以上为部分典型客户;容量与负载取自案例实际情况。