人工智能技术正从虚拟数字世界向真实物理空间加速延伸,具身智能在2025年迎来全面爆发,进入2026年后,其应用更是在工业制造、仓储物流等场景中快速落地。然而,发展速度越快,瓶颈问题也愈发凸显——存储系统正悄然成为制约具身智能发展的关键基础设施短板。
相较于大语言模型的训练流程,具身智能的数据链路复杂得多。从多模态传感器高频采集、仿真数据大规模生成,到海量数据清洗标注,再到大规模分布式训练与低延迟推理,每一个环节都对存储提出了差异化的严苛要求。如何构建一套既能支撑全链路需求、又兼顾性能与成本的存储基础设施,已成为每个具身智能团队必须跨越的核心门槛。
一、具身智能全链路的存储痛点
具身智能的突破离不开高质量的数据集。目前数据获取主要依赖两条路径:真机数据采集与仿真数据生成。这两条路径在存储层面面临的痛点既有共性,也存在显著差异。
首先来看真机数据。真机数据采集依托真实机器人,搭载多目摄像头、激光雷达、IMU、力传感器等多种设备,在真实物理环境中执行任务并同步记录多模态数据。一台人形机器人单次任务运行,数据采集量即可达到数十GB级别。若数十台机器人同时采集,日均增量轻松突破TB量级。数据来源极为复杂:多路4K视频流、高频传感器数据等,要求存储系统能够承受持续高并发写入,并确保时间戳严格对齐。此外,真机采集成本极高,一次任务可能耗费数小时。若网络闪断或设备出现故障,已写入的数据必须完整保留,同时支持断点续传——任何数据丢失都将造成不可忽视的损失。
再看仿真数据。仿真数据生成在虚拟环境中运行物理仿真引擎(如Isaac Sim等),批量生成训练数据。其优势在于短时间内产出海量、多样化的数据,但也带来独特挑战。最大的问题是:成百上千个并行仿真环境同时输出视频帧、关节状态、场景标注等数据。这种“短时爆发式”的并发写入远非单台真机持续写入可比,对存储吞吐量和QPS的要求极为苛刻。同时,同一任务场景通过调整光照、物体位置、材质属性等参数,可衍生出成百上千个数据变体,文件数量呈组合级增长,存储容量与元数据管理压力随之显著上升。

原始数据采集完成后,需进行清洗、去噪、时间对齐、格式统一,才能进入标注环节。此阶段呈现大规模随机读取与中等规模顺序写入的混合负载特征。清洗之后,多个业务团队同时读写标注结果,存储系统需支持高并发随机IO,并保证数据一致性。进入标注阶段,需要在海量数据中检索相似条件的素材——例如搜索“桌子上的水杯”——这要求存储系统具备海量、低成本的向量存储与向量检索能力,以支撑标注任务的高效执行。

具身智能VLA大模型的大规模分布式训练,对存储提出了极致吞吐和低延迟的严苛要求。训练启动时,数百个进程同时加载数据集,产生密集的元数据读取请求。若存储无法快速响应,启动时间将大幅延长,导致GPU资源闲置,直接转化为成本损失。训练过程中,GPU需要持续从存储读取数据batch,吞吐跟不上就会造成“饥饿”,训练效率直线下降。具身智能的多模态数据——视频、点云、关节状态等——比纯文本或图像数据大一个数量级,对带宽要求更高。此外,随着模型规模与数据量增长,训练集群需动态扩展。存储系统必须支持在线扩容且性能呈线性增长,否则将成为制约训练规模扩展的瓶颈。部署到机器人端的模型推理,则更关注模型权重的低延迟加载。机器人启动或模型切换时,加载时间直接影响响应速度,尤其在需要快速切换任务模型的场景中更为关键。

二、阿里云存储解决方案:支撑具身智能全链路
面对具身智能全链路的复杂存储需求,单一存储产品难以覆盖所有场景。阿里云通过对象存储OSS与文件存储CPFS的巧妙组合,构建了一套统一存储底座加高性能加速的分层存储架构,完整覆盖从数据采集、清洗、标注到训练、推理的全生命周期。

对象存储OSS在具身智能场景中扮演统一数据底座的核心角色。所有环节的数据——包括原始采集数据、清洗后数据集、标注结果、训练输出及部署模型——均可汇聚至OSS,实现统一管理与全局流通。
首先是OSS资源池QoS精细管控。具身智能团队通常多项目并行,每个项目拥有独立的数据采集与处理流程。不同业务对存储性能的需求差异显著:数据采集需要高写入吞吐,模型训练需要高读取带宽,在线查询则要求低延迟读取。若所有业务共享同一存储资源池而不做隔离,将出现“吵闹的邻居”问题——大流量采集任务占满带宽,导致训练任务读取延迟飙升。OSS资源池QoS能力允许按业务维度(例如不同的bucket、访问用户等)配置独立的吞吐与QPS配额。例如,可为在线查询配置高优先级QoS保障,确保查询时的burst性能可短时抢占部分带宽;同时为数据采集设置写入上限,避免突发写入影响其他业务。这种精细化的资源隔离,使多业务线能够安全共享同一组OSS Bucket。
其次是冷热分层与生命周期管理。具身智能数据的访问模式呈现明显的时间衰减特征:近期采集的数据访问频繁,而数个月前的历史数据极少被触及。OSS支持配置生命周期规则,自动将数据按最后访问时间或最后修改时间,从标准存储下沉至低频、归档存储乃至深度冷归档存储,从而大幅降低存储成本。
再是OSS Vector Bucket,实现多模态数据的向量化存储。具身智能的多模态数据——视频帧、点云、语音等——通常需转化为向量表示,用于语义检索、场景匹配、经验复用等场景。OSS Vector Bucket将向量索引与对象存储深度融合,原生支持向量检索能力。在具身智能场景中,Vector Bucket可用于构建机器人经验的语义索引库。例如,将机器人执行过的任务场景编码为向量存储,遇到新任务时通过向量相似度检索,快速找到最接近的历史经验,实现few-shot或zero-shot任务泛化。与传统“向量数据库+对象存储”分离的架构相比,Vector Bucket将向量与原始数据统一管理,显著降低了系统维护复杂度。
举例来说:机器人执行过“拿起水杯”的任务,系统会将该场景的多模态数据——视频、关节状态、力反馈等——编码为向量并存储。当遇到新任务“拿起茶杯”时,系统通过向量相似度检索,快速匹配最接近的“拿起水杯”经验。机器人仅需少量调整即可完成新任务。这种经验复用能力,显著降低了新任务的训练成本。
OSS可覆盖全链路数据管理,但在模型训练这一性能敏感环节,需要更高性能的存储来保障GPU集群利用率。阿里云的CPFS并行文件存储系统,正是为智算场景量身定制的高性能存储引擎。
极致吞吐,消除GPU饥饿。CPFS提供TB/s级别的吞吐与亚毫秒级访问延迟,能够充分满足大规模分布式训练的极致性能需求。在具身智能训练中,多模态数据集的加载常成为GPU瓶颈。CPFS通过大规模并发访问优化,确保数百个训练进程同时高效读取数据,大幅提升GPU利用率。
元数据性能优化,秒级启动训练。训练启动时间是衡量存储性能的关键指标。智算版CPFS的元数据服务采用全对称架构,单文件系统支持100亿文件,具备10万以上的元数据OPS能力,可轻松应对海量文件的高并发元数据操作。对于包含数百万文件的具身智能数据集,CPFS能迅速完成数据加载准备,传统存储则耗时更长。GPU等待时间大幅缩短,直接降低训练成本。
与OSS的无缝协同。CPFS与OSS形成高效的协同机制:数据持续汇聚至OSS作为统一底座,训练前通过数据流动功能将热数据集加载至CPFS;训练中CPFS提供高性能读取;训练完成后,checkpoint与模型产物回写至OSS进行持久化存储与版本管理。这种“OSS+CPFS”分层架构,既保证了训练性能,又兼顾了全链路数据的统一管理与成本优化。
弹性扩展与高可用。CPFS支持在线扩容,训练规模增长时可无缝添加存储节点,性能线性提升。同时支持日志审计,并通过云备份提供数据保护,保障用户数据安全。这对于连续运行数天甚至数周的大规模训练任务至关重要。
三、最佳实践
基于上述产品能力,为具身智能团队提供以下实用建议:
统一规划数据底座。在具身智能整体流程中,建立基于OSS的统一数据湖架构,按项目、数据类型、生命周期设计Prefix层级。这能避免数据分散于多个存储系统形成“数据孤岛”,后期跨项目协作与数据复用时无需额外搬运与格式转换。
合理设置QoS策略。根据业务优先级配置OSS资源池QoS,确保训练、推理等关键业务获得稳定的存储性能,防止采集任务的突发写入影响全局。
冷热数据智能分层。为不同类型的数据配置生命周期转储规则。例如,原始采集数据在OSS标准存储中30天未访问自动转为低频,90天未访问自动转为归档;训练数据集保持更长的热数据周期;模型产物则按访问频率分层存储。
训练加速用CPFS。专门使用CPFS负责训练环节的高性能数据供给,与OSS形成分层。通过数据预热将训练数据集提前加载至CPFS,训练完成后自动回写结果至OSS。
利用Vector Bucket构建向量库。将机器人执行过的任务场景编码为向量存储,构建可检索的经验索引库,支撑few-shot学习与任务泛化。

结语
具身智能的快速发展正深刻重塑存储基础设施的格局。从多模态传感器高频采集、仿真数据大规模生成,到分布式训练的极致吞吐,再到推理部署的低延迟响应,每个环节都对存储系统提出独特挑战。阿里云通过OSS统一存储底座与CPFS智算高性能存储的协同,为具身智能团队提供了一套覆盖全链路、兼顾性能与成本的存储解决方案。
尽早建立统一存储架构、合理规划数据流转链路,能为大规模模型训练与产品化部署奠定坚实基础。存储虽非具身智能的核心竞争力,但优秀的存储架构能让团队将精力聚焦于真正核心之处——算法创新与产品落地。
