PEAK:AIO、MONAI 和 Solidigm：革新医疗 AI 存储

作者：Jordan Ranous（来自 Storage Review）

AI 通过更快、更准确的诊断带来新的希望和机遇

人工智能 (AI) 正在推动各行各业的深远变革。患者护理处在医疗实践与研究 AI 革命的最前沿。AI 与医疗健康领域的整合带来了新的希望和机遇，实现了更快、更准确的诊断和对大量患者数据的管理。然而，在这个领域推行 AI 充满了挑战，特别是在存储方面。存储和访问大量数据集的需求从未如此之大，包括核磁共振 (MRI)、X 射线、测试结果和患者历史数据。

现代医疗健康生态系统依赖于快速有效地存储和检索数据，确保医生、医院和多个团队可以访问数据。这些数据必须得到及时、准确且安全的保护，以加强患者护理并支持正在进行的医学研究。鉴于这些信息的敏感性和重要性，医院越来越倾向于采用强大、高容量的存储解决方案来满足这些需求。这就是 PEAK:AIO、MONAI（AI 医疗开放网络）和 Solidigm 发挥作用的领域，通过三重技术变革医疗数据的存储和使用方式。

谁是参与者？

我们的主要参与者处于 AI 和医学研究交叉领域的前沿：

Solidigm

作为数据存储创新的领导者，Solidigm 在市场上提供企业级大容量 QLC SSD。这些 SSD 对于管理医疗健康领域 AI 应用生成的大量数据至关重要，并以具有竞争力的成本实现高密度和高效率的数据处理。

PEAK:AIO

PEAK 专注于为医疗 AI 应用量身打造高容量存储系统，通过将 Solidigm QLC SSD 与 MONAI 的高级 AI 工具集成，在这一领域取得了重大进展。其存储解决方案确保医疗机构可以处理大量的数据需求，同时维持系统性能和高效运行。

MONAI（AI 医学开放网络）：

MONAI 是由伦敦国王学院和包括英伟达在内的合作伙伴创建的开源计划。MONAI 旨在加快 AI 模型在医疗健康（尤其是医学成像）领域的开发和部署，同时确保数据隐私和安全性。

MONAI 和 PEAK:AIO：革新医院的本地 AI

MONAI 的框架为医院带来了重大变化，特别是在实现 AI 与临床工作流程的无缝集成方面。MONAI 的一大优势在于，让医院能够利用预训练的 AI 模型，并在本地进一步进行微调。这种能力确保患者数据可以实时输入到 AI 驱动的扫描中，同时始终安全地保留在医院的基础设施中。

这种方式显著缩短了放射技术人员和医生的等待时间，从而加快诊断速度，缓解患者焦虑。该技术通过快速准确的结果改善了患者体验，提升了护理的效率和效果。PEAK:AIO 的存储解决方案利用密集高效的 Solidigm QLC SSD，为整个过程提供支持。通过确保所有操作符合隐私法规并且数据始终保存在医院内部，PEAK: AIO 的解决方案确保患者隐私得到高水平保护。

高效且所占空间小：适合各类医院

PEAK:AIO 和 MONAI 协作的另一个关键优势是边缘组件，确保解决方案在任何医院环境中都能得到高效利用。PEAK:AIO 的存储系统占地面积小，结合其节能设计，成为各类医疗机构的理想选择。无论是在大都市医院还是区域诊所，该解决方案的效率都能满足医疗服务提供者的需求，而无需大量空间或资源。

该能力让医院能够受益于尖端的 AI 技术，而无需大规模改造基础设施。因此，PEAK:AIO 的解决方案可以实现扩展和普及，为更多患者带来先进的 AI 驱动型医疗健康服务，并全面改善患者护理效果。

Solidigm：在存储技术领域开拓创新

Solidigm 在存储技术领域取得了重大进展，尤其推出了企业级 QLC SSD。如今，Solidigm QLC SSD 的第四代产品是市场上容量最大的 SSD 之一，具备非凡的存储密度。QLC 技术的重要性在于，能够在每个单元存储更多比特，将其转化为更高的容量，并且能够在设备的生命周期内存储更多数据。这一特性在医疗健康等数据生成密集且持续的行业中展现出极具吸引力的价值。

Solidigm QLC SSD 的优势不仅在于容量，还提供良好的性能功耗比，这对于数据中心管理 AI 工作负载至关重要，在边缘场景中更是如此。密度、性能和效率之间的平衡让 Solidigm 解决方案特别适用于医疗 AI 应用。在这些应用中，处理和存储大量数据的需求持续不绝。这些驱动器有助于 PEAK:AIO 开发主要用于满足医疗健康行业需求的存储系统。

“在 Solidigm，我们专注于突破存储技术的边界，以满足 MON.AI 等高级 AI 应用的需求。我们的 QLC SSD 具备无与伦比的密度和能效，这对于应对医疗健康 AI 中庞大的数据需求至关重要。PEAK:AIO 等合作伙伴在推动这些功能落地方面发挥了重要作用，让机构能够充分发挥 AI 的潜力，同时确保数据安全、可扩展性和运营效率。我们正在共同推动创新，不仅在改变数据存储，还会彻底改变患者护理。” ——Greg Matson，Solidigm 战略规划和市场营销部高级副总裁

我们[在 StorageReview]对 Solidigm QLC 设备进行了广泛的测试和研究。这些高强度测试和深入的测评提供了有关其性能、耐久性和计算能力的更多信息。

PEAK:AIO 如何利用 Solidigm 应对这些挑战

PEAK:AIO 最大限度地利用 Solidigm 高容量驱动器，在单个 2U 节点内实现高性能计算 (HPC) 集群的性能。这种优化减少了对多个存储节点的需求，节省空间、电力和成本，同时仍能满足 AI 工作负载的高性能要求。例如，之前要实现单个节点中展示 160GB/秒的性能，需要八个节点和多个交换机才能达到类似的效果。

随着 AI 项目的发展，其存储需求也在扩大。PEAK:AIO 确保在满足这些需求的同时，不会显著增加物理空间或功耗。这一能力对于资源有限环境中的 AI 项目至关重要，例如小型医院或研究实验室，在这些环境中，可扩展性和灵活性对于持续运营不可或缺。

随着 AI 在医疗健康领域的应用越来越多，对数据存储和合规的需求愈发迫切，尤其是考虑到潜在 AI 误诊带来的道德影响和风险。PEAK：ARCHIVE 解决方案在 MONAI 开发人员的参与下开发，通过提供可扩展且高效的数据存档方法直接解决了这一需求，确保数据得到安全保存，同时能够按需访问。

PEAK:AIO 和 Solidigm 的合作不断发展，持续推进创新，例如，在 PEAK:AIO 的第二代系统中使用单层单元 (SLC) 缓存来优化写入性能、减少写入放大，并在 AI 工作负载中实现长期的可靠性。该合作伙伴关系提供专为医疗 AI 应用打造的存储解决方案，可应对日益复杂的数据以及对可扩展性的需求，同时不影响性能。

利用 Solidigm 和 PEAK:AIO 增强 MONAI 部署

虽然 MONAI 主要作为 GPU 服务器上的软件层运行，并不直接与存储解决方案相关联，但其（像许多复杂的软件平台一样）在很大程度上依赖于高性能存储优化运行。PEAK:AIO 提供的类比有助于理解，传统 IT 环境中的 Oracle 数据库需要强大的服务器和高性能 SAN 才能实现最佳操作。虽然 SAN 本身不是 Oracle DB 产品的一部分，但其设计和基础设施对于确保数据库的卓越性能至关重要。

将这一概念扩展到 PEAK:AIO 和 Solidigm 之间的合作伙伴关系，二者精心打造了解决方案，以优化 MONAI 的部署，不仅针对 MONAI 高强度的输入输出需求调整了存储，还解决了容量、功耗和可扩展性等更大的挑战。随着 AI 项目的规模和复杂性不断增加，这些存储解决方案对于确保 MONAI 能够处理医学成像和 AI 驱动的医疗健康工作负载中的大量数据举足轻重。

PEAK:AIO 与 Solidigm 的合作让 MONAI 的部署能够克服 AI 医疗健康项目面临的存储相关障碍。虽然 MONAI 只是众多 AI 框架中的一个，PEAK:AIO 的高性能存储解决方案在其中发挥了重要作用，但作为一个案例，其充分展示了该集成在实际 AI 领域中的出色表现。在许多方面，MONAI 代表了 PEAK:AIO 在 AI 驱动的行业中经常面临的挑战类型，在这些行业中，高效存储、低功耗和可扩展性是成功的关键。

PEAK:AIO 存储系统：特性概览

PEAK:AIO 存储系统具有出色的可扩展性、性能和可靠性，非常适用于要求严苛的 AI 驱动医疗健康环境。标准 2U 机箱的系统容量从 30TB 到 1.4PB 不等，可灵活满足医疗机构多样的数据需求。驱动器的容量有 7.68TB、15.36TB、30.72TB 和 61.44TB，提供一系列配置，可满足不同的工作负载要求。此外，PEAK:PROTECT 支持多个 RAID 级别（0、5、6、10）和 N+2 冗余，确保数据完整性和弹性。

性能是 PEAK:AIO 系统的突出特性，使用 2 个 CX-7 适配器的带宽能力可达 80GB/秒，使用 CX-6 适配器的带宽能力可达 40GB/秒。系统每 2U 机箱最高可达 160GB/秒，随着单元数量的增加，性能也随之扩展。这些性能数据可通过单个主机实现，展示了系统的效率和功能。

在连接方面，PEAK:AIO 支持高级协议，例如基于 RDMA 或 TCP 的 NFS3/4、基于 RDMA 或 TCP 的 NVMe-oF 以及 NVIDIA GPUDirect®，确保与高性能计算环境的兼容性。该系统通过配备 NVIDIA ConnectX-6 或 ConnectX-7 适配器的 QSFP6/112 接口，支持 200Gb 或 400Gb 连接，使其能够适应未来发展，满足严格的应用要求。推荐配置包括两个 CX-X 适配器，但该系统最多可支持六个，提供无与伦比的灵活性和可扩展性。

Solidigm 在以 AI 为中心的存储解决方案中的首次应用

PEAK:AIO 和 Solidigm 之间的合作始于致力优化 AI 应用的读取性能。在 SK hynix 赞助的 EMC3 演示中，讨论了使用 Solidigm 技术实现 AI 特定存储解决方案的潜力。当时，Solidigm 热衷于在 AI 领域取得成功，而 PEAK:AIO 也准备实现这一目标，如今两者仍在追求这一目标。

最初，重点是开发专门针对 AI 的存档解决方案，以满足不断变化的 AI 驱动研究和应用的需求。随着 AI 模型的创建越来越多地考虑其长期效用，在各个开发阶段追溯决策过程和模型的能力需求也日益增长。这种需求在 AI 中心或 NHS 试验开展的项目中尤为明显。

通过与 Sebastien Ourselin 教授的广泛合作，PEAK:AIO 开发了 PEAK:ARCHIVE 解决方案。该解决方案旨在处理针对 AI 的存档需求，正在演变成所谓的 PEAK:AUDIT。当这些智能系统合并时，这种新模式将有助于确保遵守严格的医疗健康标准和法规。

第 2 代 PEAK:AIO QLC 的发展

在初始部署成功的基础上，PEAK:AIO 继续完善其存储解决方案，特别是在第二代 PEAK:AIO QLC 系统的开发方面。虽然这个项目尚未公开，但其在优化写入路径方面取得了重大进展。这包括 SLC 缓存的集成，不仅仅是简单的前端缓冲区。例如，大型顺序写入可以直接指向 QLC。相比之下，较小的随机写入在 SLC 上进行分级，允许结构化数据处理，从而减少写入放大并提高整体写入性能。

虽然第二代系统尚未准备好投入生产，但该核心技术已经为云服务提供商获得了两年多的许可，并且已经证实稳定且有效。目前的重点是将这项技术从仅仅加速云环境中对硬盘驱动器 (HDD) 的前端访问，转变为创建更专用的 QLC 前端。这种方法将在块层运行，拦截写入，同时确保读取操作保持直通，除非数据位于 SLC。这项技术是否可以在未来作为云服务提供也得到了考虑。但还要解决隐私监管方面的障碍。

PEAK:AIO：通过可扩展的存储解决方案为医疗 AI 提供支持

PEAK:AIO 专门针对医疗 AI 应用优化的高容量存储系统。这些解决方案由 Solidigm QLC SSD 提供支持，平衡容量、性能和效率。专为满足现代医疗健康机构的数据需求而量身定制，同时确保安全、即时地访问患者信息。

PEAK:AIO 的平台专为医疗 AI 的未来而设计，其可扩展特性适应医疗健康数据的指数级增长。这种可扩展特性确保了随着数据负载的增加，系统保持一致的性能和效率，让医院和研究机构为应对未来的挑战做好准备。

PEAK:Archive：针对医疗数据进行调整

PEAK:AIO 的 marquee 产品是 PEAK:ARCHIVE，这是一种专为长期存储数据而设计的解决方案。虽然大多数存储解决方案都专注于即时检索和处理数据，但 PEAK:ARCHIVE 对读取性能进行了调整，非常适合存储不经常访问但仍然至关重要的历史医疗数据。

PEAK：ARCHIVE 的设计考虑了医疗领域的独特需求，这一领域中的数据必须保存数年，甚至数十年。该解决方案可确保历史患者数据得到安全存储，并可以即时检索。将 Solidigm QLC SSD 集成到 PEAK:ARCHIVE 相当于构建更大的数据集，其性能不受影响且能够保持能源效率。

MONAI：医疗行业中 AI 的未来

MONAI 是由伦敦国王学院和 NVIDIA 等其他合作伙伴创建的开源计划。MONAI 旨在加快 AI 模型在医疗健康（尤其是医学成像）领域的开发和部署。鉴于患者数据的敏感性和严格的隐私法规，MONAI 确保数据保存在诊所内部，解决了医疗 AI 的一大问题。

MONAI 的开源框架具有灵活性并且可定制，让医疗机构能够根据自己的需求定制 AI 模型。该平台旨在与现有的医疗健康系统无缝协作，并为在临床环境中部署 AI 提供强大的基础设施。PEAK:AIO 的存储解决方案针对 MONAI 进行了优化，确保 AI 模型所需的海量数据随时可用并得到有效处理。

NVIDIA 和 MONAI：创新伙伴关系

NVIDIA 与 MONAI 的合作集成了 GPU 加速计算，这对于训练复杂的 AI 模型至关重要。NVIDIA 硬件和 MONAI 软件之间的协同作用构成了创建医疗健康 AI 应用的强大工具包。然而，这些工具的效率在很大程度上取决于底层存储基础设施，其中 PEAK:AIO 和 Solidigm 发挥着重要作用。

利用 PEAK:AIO 系统的高级存储功能，可确保医疗健康机构避免因数据访问速度而导致的 AI 工作负载瓶颈。PEAK:AIO、MONAI 和 NVIDIA 之间的合作代表了在医疗健康领域部署 AI 的整体方法，每个参与者都发挥自己的优势来解决复杂的问题。

商业效益与改善患者护理效果

将 PEAK:AIO 的存储解决方案与 MONAI 的 AI 模型和 NVIDIA 的硬件集成，为医疗服务提供商带来巨大的商业效益。能够快速准确地处理和分析大型数据集，就可以加快诊断速度、制定更加个性化的治疗计划，并最终改善患者护理效果。这可以减少患者等待结果的时间，从而助其在医院中更快、更明智地做出决策并开始治疗。

此外，PEAK:AIO 解决方案的可扩展性意味着医疗服务提供商可以继续扩展其 AI 功能，而无需担心存储限制。随着 AI 越来越融入临床工作流程，对可靠和可扩展存储的需求将只增不减，从而使 PEAK:AIO 解决方案成为未来医疗基础设施的关键组成部分。

结论

PEAK:AIO、MONAI 和 Solidigm 之间的合作标志着医疗 AI 的重大进步。通过将先进的软件定义存储技术与强大的 AI 模型和硬件相结合，这些公司让医疗服务提供商能够有效地存储、处理和分析大量数据。这不仅仅在于满足医疗健康行业的当前需求，也是为未来做好准备，即 AI 将在患者护理中发挥核心作用。

随着医疗健康数据的数量和复杂程度增加，对强大、可扩展且高效的存储解决方案的需求将变得更加重要。PEAK:AIO 的创新方法由 Solidigm QLC SSD 和 MONAI 的 AI 框架提供支持，确保医疗健康机构能够直接应对这些挑战。其目标是建立一个更高效的医疗健康系统，无论现在还是将来都能提供更好的患者治疗效果。

这三家行业领导者之间的合作为下一代医疗 AI 奠定了基础。解决这一领域固有的存储挑战，可以更快、更准确地诊断、改善患者护理，并为所有人创造更健康的未来。