存储成了AI落地最大变量，企业如何打破阻碍？丨ToB产业观察

客服是目前AI应用最广的一个场景。在客服场景中，存在大量重复或相近的问题，这也给本地推理部署带来了巨大挑战，尤其是缓存系统。

按照传统的大模型工作方式，每一个请求GPU都要把系统提示词和历史对话重新计算一遍。这意味着，宝贵的算力被浪费在了“算已经算过的东西”上。

随着大模型从实验室走向生产环境，一个曾经只属于学术讨论的话题被推到了产业前台：推理已经成为吞噬算力的黑洞。

推理时代的“显存墙”

大模型推理的过程，简单来说分两步。第一步是Prefill（预填充），模型把用户的问题“读懂”，生成一堆缓存（也就是KV Cache）。第二步是Decode（解码），模型一个字一个字往外蹦答案。问题在于，多轮对话里大量的问题是重复的，每一次重新Prefill都是在浪费算力。

所以业界早就形成了一个共识：用存储空间换计算时间，把重复生成的KV Cache存下来，下次直接调取。听起来很合理，但执行起来遇到了一堵实实在在的墙，那就是“显存墙”。

GPU的HBM（高带宽内存）容量有限，且成本很高。KV Cache随着上下文长度和并发请求数线性增长，很快就能把显存撑爆，对此，中科曙光分布式存储产品部总经理石静告诉我们，KV Cache在推理过程中的内存开销可以达到数十乃至数百GB，远超单张顶级GPU的显存容量。显存一满，GPU算力再强也转不动，新的请求进不来，正在处理的请求开始卡顿。

东方证券在行业深度报告中判断，AI算力中心的核心挑战已从之前算力为主，逐步转向存储与带宽为主。无独有偶，SEMI中国总裁冯莉在今年3月的演讲中披露，2026年全球AI基础设施支出将达到4500亿美元，其中推理算力占比首次超过70%。她同时判断，全球存储产值将在2026年首次超越晶圆代工，成为半导体产业的第一增长极。

在此背景下，存储正在从一个“配角”，转变为决定推理性能的关键因素。

石静与我们分享了一个更具体的例子：AI智能体在工作时会频繁调用相同的工具包和数据源，KV Cache的重复利用率极高。但如果没有合理的卸载机制，所有KV Cache都挤在HBM里，显存很快被撑爆。“表现就是吐字延时非常高，响应卡顿，用户体验很差。”石静指出。企业面对这种情况，通常只有两条路：要么买更贵的、显存更大的高端GPU，要么就只能眼睁睁看着业务并发上不去。

存储进化方向

解决显存墙，理论上只有两条技术路线。一条是在算法层面压缩KV Cache的体积，从源头上减少数据量。另一条是把KV Cache从HBM里搬出来，放到容量更大、成本更低的存储介质上，比如CPU的DRAM或者本地SSD，再或者分布式存储。

这其中，第二条路径已经成为厂商重点布局的路径。开源的LMCache可以在GPU、CPU和本地磁盘之间灵活存储KV Cache。实测数据显示，在多轮问答和RAG场景中，LMCache能实现3~10倍的延迟降低。谷歌云也在2025年推出了基于Managed Lustre的外部KV Cache方案，据披露数据显示，该方式可将TCO降低35%，用大约40%甚至更少的GPU支撑同样的工作负载。

这些方案虽然能够一时解决显存墙的问题，但他们都有一个比较明显的瓶颈：大多是“单机版”。对此，石静告诉我们，LMCache虽然能破除KV Cache的实例级隔离，但在HBM、DRAM、Local SSD三级仍存在较大程度的节点级资源孤岛。

这就带来了两个问题，一个是资源利用率低。A节点缓存的KV Cache，B节点用不了，只能各自重新计算，这也又导致集群应用下，算力的浪费。另一个是元数据管理混乱。模型推理引擎、框架原生组件、第三方KV组件各有各的元数据管理方式，三层嵌套，缺乏全局视角。石静管这叫“元数据迷雾”，“没有全局视角，就没办法判断什么时候该把KV Cache放到哪一个层级。”石静强调。

此外，更为“致命”的问题在L4层（分布式存储层）。理论上，分布式存储天然适合做KV Cache的池化共享，因为其容量大、成本低、可跨节点访问。但现实是，分布式存储的强一致性锁机制带来较大的延迟，导致它长期被当作“冷数据仓库”使用。

也就是说，KV Cache的分层管理在L1~L3（HBM、DRAM、本地SSD）已经有了不错的实践，但到了真正能实现大规模池化共享的L4层，反而卡住了。分布式存储的性能不够好，延迟太高，无法直接参与推理的实时数据流动。

正是看到了这个卡点，中科曙光在2026中国国际大数据产业博览会（数博会）期间发布了ParaCache。据石静介绍，ParaCache的核心思路是将KV Cache的管理从单机扩展到集群，从四个层级（L1 HBM、L2 CPU DRAM、L3 SSD、L4分布式存储）实现全局池化和动态调度。

当然，这个过程并非“一蹴而就”，实现路径中经历了不少的挑战。首先，在L3层，ParaCache做了一件业界此前没人做过的事——把集中式存储FlashNexus纳入缓存体系。

传统的L3层用的是计算节点自带的本地SSD，存算一体，难以跨机共享，而且SSD盘性能受限于CPU和PCIe通道。FlashNexus Neo是专门为AI推理设计的硬件系列，通过存算解耦实现全局共享，单阵列提供160GB/s带宽能力。实测数据显示，在TTFT、QPS、吞吐量等关键指标上，使用FlashNexus Neo构建的L3缓存池比本地NVMe SSD有接近2倍的提升。

据石静介绍，在L4层挑战更大。ParaStor F9000本身已经是高性能的分布式全闪存储底座（单框提供220GB/s带宽和1000万IOPS）。但光有高性能硬件还不够，ParaCache针对KV Cache的应用方式做了几项定向优化。

第一是数据写入方式。传统分布式存储使用offset覆盖写，ParaCache改成追加写，更有利于降低延迟；第二是锁机制。分布式存储被人诟病最多的就是强一致性带来的延迟，ParaCache在KV Cache场景下做了轻量化处理，可以基于目录去掉分布式锁，或者去除重量的排他锁；第三是在PD分离架构下，只让节点间传输增量KV，节省集群网络带宽。

在全局调度层面，ParaCache提出了一个“Best-effort数据预取”的机制。推理框架调用KV时，会先判断KV是否存在，再调用数据获取，判断与获取之间存在一个时间差。对于已经卸载到L3或L4的冷KV，ParaCache利用这个时间差提前预取。“不用等通知了再去调，而是通过算法提前感知到需要的时候，先把KV调到所需要的层级上，把等待时间化为加速。”石静介绍道。

从测试数据来看，效果是明显的。在多轮对话场景下（30k初始输入叠加20轮对话），ParaCache让首次延迟降低了89%。在多并发场景下，相较于仅使用HBM的方案，吞吐量提升了近26倍。在与头部互联网厂商的在线推理业务合作中，TTFT降低了77%，P99 TTFT优化了84%，吞吐量提升了3倍，缓存命中率提升了5.7倍。

这些数字背后有一个共同的逻辑：企业不需要通过堆叠更多的高性能的GPU，而是通过软件层面的优化，减少GPU花在重复计算和数据搬运上的时间，从而让GPU把更多时间花在真正的计算上。

存储的角色正在被重写

ParaCache的发布，折射出存储行业正在经历变革。赛迪顾问发布的《中国分布式存储市场研究报告（2026）》显示，2025年中国分布式存储市场规模达到289.4亿元，同比增长46%，四年累计增幅177.8%。

但这个市场正在发生结构性的变化。存储不再只是一个存放数据的容器。对此，石静对我们表示，KV Cache正在从“临时状态”变成数据资产。传统的架构里，GPU是中心，KV Cache只是它计算过程中的一个中间产物。但在新的架构下，KV Cache本身是有价值的、可复用的数据，GPU应该围绕这些数据去提供Prefill和Decode的计算能力。

而这个判断将会给存储带来很大的影响。最直接的影响是AI集群的建设思路。以前规划一个智算中心，核心指标是有多少张GPU卡。现在变成了算力、存储、网络乃至缓存的一体化规划。石静表示，现在企业在选择方案时，会更多从TCO成本去考虑，“不再单纯堆砌GPU，而是把SSD和分布式存储都纳入KV Cache管理的考量范围。”石静如是说。

此外，石静也表示这一轮变化也给国产存储的厂商带来了更多的机会。以前存储技术跟随国外，但这两年国内大规模智算中心建设带来了大量实际场景和真实需求。“从计算、存储到网络，国产化的技术和方案层出不穷。”石静说。

当然，ParaCache并非适用所有场景。石静坦言，短请求、问一次就不再问的场景，KV Cache复用率低，收益不明显。此外，实时交易性非常强的场景，对延迟要求极高，L2到L4无论如何优化也追不上L1 HBM的速度。但她也指出，这两个极端场景在当前的推理应用中不是最多的。“真正需求大的是多轮对话、知识库问答、RAG、AI智能体工作流，这些场景里，公共KV Cache的占比越来越高，ParaCache的价值也越来越大。”石静指出。

存储正在从一个“配角”走向前台。它不是要替代GPU，而是要让GPU的算力花在真正该花的地方，而不是等数据、搬数据。如果一套存储方案能让已有的GPU跑出两三倍的吞吐量，让首包延迟降下来，让并发请求扛得住，那它就不只是一个存储产品，而是推理效率的放大器。（本文首发于钛媒体APP，文｜Leo张ToB杂谈，作者｜张申宇，编辑丨盖虹达）