引言

在数据爆炸式增长的时代，数据存储技术正迎来新的变革。2024年3月，华为在MWC 2024巴塞罗那大会上发布了 OceanStor Arctic 磁电存储，以其创新的 磁电盘 (MED) 技术引发了业界的广泛关注。这项技术融合了固态硬盘 (SSD)的高速度和磁带存储的大容量的优势，旨在大幅降低数据中心存储的成本和功耗，并为应对 AI 时代的海量数据存储需求提供更优解决方案。为了更全面地理解 MED 的技术定位，本文将进一步探讨 磁电融合存储与当前热门的新型存储技术，如铁电存储 (FeRAM) 和主流的闪存 (Flash) 之间的差异与优势。这款新品预计将于 2025年上半年 在海外发布，其市场前景和技术潜力令人期待。

1. 存储介质的演进：从电、磁到磁电融合

数据存储的底层基石是存储介质。目前主流的存储介质主要分为 电、磁、光 三种。其中，电存储 技术近年来发展迅速，除了我们熟知的 闪存 (NAND Flash) 外，还涌现出 铁电存储 (FeRAM) 等新型非易失性存储技术。

1. 电存储：

图1 闪存的工作原理[1]

1. 1. 闪存 (NAND Flash)：如图 1所示，闪存通过浮栅晶体管存储电荷，当浮栅中存有正电荷时表示为“1”， 当浮栅中存有负电荷时表示为“0”。其密度较高、成本相对较低，读写速度快，但擦写次数有限 (寿命)，功耗相对较高。闪存目前是固态硬盘的主流介质。
2. 

图2 铁电材料的晶体结构及极化翻转[2]

1. 1. 铁电存储 (FeRAM)：如图 2 所示，铁电存储利用铁电材料的极化方向存储数据，其具备 非易失性、高速读写、极低的功耗、高擦写寿命 等突出优点，但 存储密度相对较低，成本较高，技术成熟度和市场规模不及闪存。常用于对写入速度和寿命有较高要求的嵌入式系统和物联网设备。
   2. 磁阻存储 (MRAM)、相变存储 (PCM) 等其他新型非易失性存储技术也在发展中，各有特点和应用场景。
   3. 

图3 磁头实物图和工作原理示意图[3]

1. 磁存储 (HDD/磁带)：如图3所示，磁存储以磁性材料为介质，利用磁矩的取向从而实现两个二进制状态的数据信息表征。其具备容量大、成本较低等特点，但速度较慢，机械硬盘寿命有限，且磁带访问需要特殊设备。这种技术再数据中心和高性能计算中有广泛应用。
2. 图4 光盘数据存储原理和内部结构示意图[4]
3. 光存储 (光盘)：如图4所示，光存储技术是用激光照射介质，通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化，将信息存储下来的技术。其具备寿命长、存储容量大、便携性好、可靠性高等优点，但读写速度较低，易受损。

面对日益增长的数据存储需求，单一存储介质已难以满足多样化的应用场景。磁光电融合存储 作为未来的发展趋势，正逐渐受到重视。而华为此次推出的 磁电融合 (MED) 存储，正是这一趋势下的创新尝试，旨在 融合不同存储技术的优势，弥补单一技术的不足。

1. 华为MED磁电存储：融合电与磁的优势

如图5所示，华为 OceanStor Arctic 磁电存储的核心在于其创新的 磁电盘 (MED) 介质。这项技术被认为是 固态硬盘 (电存储，特别是NAND Flash) 的高速性能与 磁带存储 (磁存储) 的大容量、低成本优势的深度融合。华为希望通过 MED 技术，构建一个从高速 SSD (固态硬盘) 存储热数据到 MED 存储温数据和冷数据的完整存储体系，完全跳过传统的硬盘驱动器。与 铁电存储 (FeRAM) 等新型电存储技术相比，MED 更侧重于 容量和成本效益，而非极致的读写速度和擦写寿命。

图5 华为 OceanStor Arctic 磁电存储

简单来说，MED 存储系统旨在构建一个 “SSD + MED” 的两层存储架构，取代传统的 “SSD + HDD + 磁带” 三层架构。

1. 数据写入：数据首先通过 SSD 以NAND 速度写入，利用闪存的高速读写性能。
2. 数据归档：随后，数据以流式方式写入 磁带 进行冷数据存档，利用磁带的低成本和大容量特性。
3. 数据读取：温数据 从 SSD 快速读取；冷数据 从 磁带 读取 (可能需要一定时间定位和移动磁带到正确位置)。
4. 元数据管理：所有元数据存储在 NAND 中，实现快速数据定位，借鉴了闪存成熟的控制和管理技术。

3. MED磁电存储的优势：降本增效，绿色节能

得益于磁电融合的技术特性，华为 MED 存储展现出显著的优势，尤其在 容量、成本和功耗 方面，相较于传统的闪存和新兴的铁电存储，展现出独特的竞争力，如表1所示：

1. 效益 (容量与成本)：
   1. 首款MED单盘容量高达 72TB，单机架容量 10PB 以上。 这远超目前 FeRAM 的存储密度，也显著高于同等成本下的闪存容量。
   2. 总拥有成本 (TCO) 降低 20% (相较于传统磁带方案)。与高性能但高成本的 FeRAM 相比，MED 在成本控制上优势明显；与闪存相比，MED 在大容量冷数据存储方面也更具成本效益。

1. 性能 (读写速度与迁移效率)：
   1. 单机架速度 8GB/s，远超传统磁带归档存储带宽。 虽然不及 FeRAM 的高速读写，但对于温冷数据存储场景，8GB/s 的速度已能满足需求，且高于传统磁带。
   2. 全机架数据迁移时间仅 12 天，比磁带库 缩短 90%。 数据迁移效率的提升，对于大型数据中心至关重要，优于传统磁带方案。

1. 功耗 (绿色节能)：
   1. 单机架功耗 < 2KW，每 PB 功耗仅 71W。 功耗远低于闪存，虽然 FeRAM 也以低功耗著称，但在如此大容量的存储系统中，MED 的整体功耗控制依然出色。
   2. 功耗仅为传统机械硬盘方案的 10% 左右，大幅降低能耗成本，更符合绿色数据中心的发展趋势。

1. 可靠性 (维护与环境适应性)：
   1. 密封磁盘形式，无需磁带库的机器人管理，简化维护，降低故障率。 相较于机械结构复杂的磁带库，MED 的维护性更佳。
   2. 更适合标准数据中心环境。

表1 总结：MED vs 闪存 vs 铁电存储

4. MED的市场潜力与影响

华为 MED 存储的推出，正值数据中心面临海量数据存储和绿色节能双重挑战的关键时期。 在新型非易失性存储技术不断涌现的背景下，MED 通过 独特的磁电融合架构，在 容量、成本和功耗 之间找到了平衡点，使其在温数据和冷数据存储领域具有巨大的应用潜力。

1. 契合AI时代数据存储需求：AI 应用产生海量数据，需要经济高效的存储方案。 闪存主要面向热数据高速访问，FeRAM 定位高端嵌入式应用，而 MED 则专注于海量温冷数据的经济高效存储，填补了市场空白。
2. 助力数据中心绿色转型：大幅降低功耗，符合 “双碳” 战略和绿色数据中心发展趋势。 相比功耗较高的闪存 SSD 阵列，MED 在能耗控制上更具优势。
3. 或将重塑存储市场格局：MED 有望打破传统机械硬盘和磁带在冷数据存储领域的垄断地位，为数据中心存储带来新的选择。 与 FeRAM 等主要面向特定应用场景的新型存储技术不同，MED 有潜力成为数据中心级通用存储方案。

同时，我们也应看到，MED 存储作为一项新技术，其 量产能力、实际性能、市场接受度 仍有待进一步验证。 FeRAM 等技术也在不断进步，未来存储市场将呈现多元化竞争格局。

5. 结语：存储技术的未来展望

从电存储 (闪存、铁电存储)、磁存储到磁光电融合存储，数据存储技术不断演进，以适应不断增长的数据量和多样化的应用需求。 每种存储技术都有其独特的优势和局限性，并在不同的应用场景中发挥作用。 华为 MED 磁电存储的出现，并非要取代所有现有存储技术，而是 在特定应用领域 (温冷数据存储) 提供了一种更优的解决方案。

未来，随着技术的不断成熟和应用场景的拓展，我们有理由相信，磁电融合存储 将在数据存储领域扮演越来越重要的角色，与 闪存、铁电存储 等技术共同构成 多元化的存储技术生态，为构建更高效、更经济、更绿色的数据基础设施贡献力量。

相关公司 ：

中电兴发、同有科技、宁波建工、信宇人、易华录、信息发展、银信科技、天源迪科等。

参考资料：

[1]FLASH：一文读懂FLASH的工作原理与应用_sgf flash 工作原理-CSDN博客

[2]20140926035426449.pdf

[3]磁存储技术发展简史 - 知乎

[4]一文读懂光储存技术及原理-电子工程专辑

[5]一文读懂新型“磁电”存储及相关公司 核心逻辑：华为2025年上半年将推出一款新型存储，以其独特的磁电磁盘（MED）技术引发业界的广泛关注。这一产品可大幅降低... - 雪球

[6]华为OceanStor Arctic磁电存储：高效节能，引领存储新风尚

[7]中国磁光电混合存储产业综述 - 知乎