IBM将数据湖仓与并行文件系统的功能结合,同时借助其watsonx.data及Storage Scale产品构建起可扩展、基于机器学习的AI处理与分析数据存储平台。
IBM声称,这套方案通过GDS(GPU直接存储)与英伟达GPU实现了极致的AI性能,可以更快完成生成式AI模型的训练。该方案支持多协议,可实现更简单的工作流程,为分析及AI工作负载提供统一的数据平台,且系统还支持使用客户专有 数据实现检索增强生成(RAG)。
蓝色巨人的watsonx.data是一套数据湖仓,其将数据湖的丰富功能(即基于商用服务器的横向扩展架构,实现了对大量结构化及非结构化数据的存储和处理能力)与数据仓库的卓越性能融为一体。其支持Apache Iceberg开放表格式,使得多种不同处理引擎得以同时访问相同的数据源。
Storage Scale是一种并行且横向扩展的文件系统,早期名称为GPFS。它被用作watsonx.data的底层存储方案,在文件访问覆盖层之下提供对象存储能力。Storage Scale v5.2.1还拥有非容器化的高性能S3协议服务,使其在功能完备性方面更进了一步。
如何合而为一
根据IBM发布的图表,黄框部分具体展示了更新后的软件组件构成:
其中包含彼此分享的独立计算层与存储层。在计算方面,watsonx.data用例采取红帽OpenShift容器集群基础,其中包含Presto与Spark。Presto使用分布式SQL查询引擎以提供数据湖分析功能,而Spark则属于内存内的大数据处理与分析资源。
该层中还包含负责提供共享元数据服务的Hive Metastore以及一项Milvus向量数据库采取行动。Milvus用于访问客户驻留在Storage Scale上的潜在大规模数据集,借此实现检索增强生成(RAG)。
独立的存储基础设施当中则包含三大主要元素:用于保存数据的Storage Scale文件系统集群;用于实现存储抽象及加速机制的Active File Management(AFM);以及用于高性能对象访问的S3数据访问协议服务。
其中S3服务将对象存储桶暴露给watsonx.data,以便附加至Presto或Spark等查询引擎。其中S3对象映射至文件,存储桶映射至Storage Scale内的目录,反之亦然。
S3存储桶可以是存储层内的本地存储,也可以由Storage Scale通过外部对象存储进行缓存(借此实现加速),这些对象存储可能分散在各种云、数据中心及其他位置。在任一情况下,多个Spark及Presto引擎实例均可使用S3协议接入Storage Scale层以访问各存储桶内的数据。
AFM还具备本地缓存功能,并支持跨集群共享数据,能够在文件集层次上对远程S3存储桶进行虚拟化。它在Storage Scale集群中实现了全局命名空间,并可在该命名空间当中包含NFS数据源。远程存储桶将在Storage Scale文件系统下显示为本地存储桶,且位于公共存储命名空间之下,因此无需额外往来复制数据。
远程S3存储桶的虚拟化依赖于基于NooBaa开源软件的Storage Scale 高性能S3方案。这是一款用于x86服务器及存储的对象存储软件,以类似S3的云服务形式呈现。NooBaa于2018年被红帽公司收购,负责在混合多云环境中对存储基础设施进行抽象处理。它还提供数据存储服务管理,红帽将其作为OpenShift Data Foundation(ODF)产品集中的一部分。IBM于2019年收购了红帽公司,并将ODF与原有Spectrum Scale及Spectrum Protect数据保护容器化版本一道,添加至其当时的Spectrum Fusion产品线(现已更名为Storage Fusion)当中。
如今,NooBaa作为一个可定制的动态对象数据网关,可配合任意存储资源(包括S3、GCS、Azure Blob、文件系统等)提供缓存、分层、镜像、重复数据删除、加密及压缩等数据服务。
Storage Scale的高性能对象S3服务针对多协议数据访问进行了优化,因此取代了Storage Scale中早期基于Swift的对象S3及容器化S3服务实现。Storage Scale中的集群导出服务(CES)设施则通过CES节点管理并实现高可用性。
多层架构
IBM表示,Storage Scale存储可划分为多个性能层次,借以优化成本及性能。例如可以设一个用于高频数据的高性能层次,以及一个用于长期存储及归档的经济型层次或磁带存储,同时配合跨层次间的数据自动放置策略,由此为实际应用程序提供无缝且透明的分层支持。
这套将watsonx.data与Storage Scale合而为一的系统,提供了一个统一且彼此独立的计算与存储平台,能够在平台之上运行用于训练和推理的AI应用程序。这就使得IBM成为整套必要软件的单一来源,对于很多企业客户来说能够大大降低管理成本和复杂度。目前戴尔、HPE、联想、NetApp、MinIO和Pure等厂商纷纷推出自己的AI数据平台方案,VAST Data也在积极筹备相应的数据引擎产品。