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闪存时代下,硬盘的局限与出路

  【IT168 评论】机械硬盘(HDD)正在固态硬盘(SSD)的冲击下走向市场“黄昏期”,似乎已经成为一种共识。在向固态存储转型的长期过程中,我们已处于后半程——HDD的出货量顶峰已经是在10年前了。但是,HDD与SSD存储的单位销售量对比并不能完全说明问题,因为在同一时期内,总体存储出货容量一直在上升。

  尽管如此,随着SSD容量的增加和价格的下降,越来越多的市场需求已经从HDD转向SSD,那些I/O密集型工作负载(如数据库)是最先完成这种过渡的。而且随着更多的消费者习惯于使用笔记本电脑和平板电脑,客户端设备也紧随其后完成向SSD的转变。这一趋势伴随着每一代SSD技术的发展而加速展开,最近的调查显示,用于支撑关键任务应用程序的企业级HDD,只占其整体出货量的大约20%。

  不过,HDD已经在整个产业生态中找到了属于自己的新定位——基于更大的容量存储海量的温/冷数据。目前市场上,容量在10-16 TB的HDD已经十分常见,而HDD厂商的产品技术路线图,也大多以扩展容量为主线,这无疑让我们看到了企业HDD的未来。

  HDD与SSD的产品现状

  SSD行业正在经历产品形态小型化的趋势,M.2形态和Ruler形态正在逐渐成为基于企业数据中心级SSD的一个潮流,与传统2.5英寸SATA设备相比,带来了尺寸和密度的提升。而在另一边,30年前推出的3.5英寸和2.5英寸两种规格的HDD,至今仍然是主流。

硬盘尺寸的历史和趋势,图片来自COUGHLIN ASSOCIATES

  Coughlin Associates的调查显示,尺寸更大的设备占据了HDD市场约60%的份额,该公司预计到2025年这一份额还会增加。存储容量优先于物理大小,是在闪存时代,HDD地位的另一个标志。

  希捷、东芝和西部数据这三家硬盘制造商的业绩还算不错,希捷和西部数据分别以约40%和36%的市场份额位于前列。目前最顶尖的工艺技术水平,是3.5英寸的16 TB氦气硬盘。不过,西部数据和希捷都已经宣布将在2020年提供18 TB和20 TB产品。

  从长远来看,西部数据和希捷正在开发一种替代垂直磁记录技术的产品——而这种技术自硬盘出现以来就一直在使用。面向未来,HDD将使用某种能量增强型的记录技术——如热辅助磁记录(HAMR)和微波辅助磁记录(MAMR)——来增加记录密度。对于两家硬盘巨头,希捷使用的是HAMR技术,西部数据则采用MAMR技术,至少会将其用于18 TB到20 TB中的某一代产品。除了能量辅助记录技术外,更小的磁盘间距——每个硬盘中最多放入9个磁盘,使得到2026年实现单盘容量50 TB成为可能。

  当下HDD的常见应用场景

  随着越来越多企业的IT基础架构从单一的本地系统升级为私有云、公有云、本地相结合的混合架构,除了长期归档之外,企业数据中心对HDD的使用将减少。SSD的容量足够大,也足够便宜,可以处理任何企业的工作负载,并且同时提供卓越的性能和能源效率。

  超大规模的运营商,包括公有云服务和存储需求巨大的在线服务,比如公有云提供商,则是另一回事。这些运营商往往需要更多HDD,来处理对媒体存储的持续需求。据估计,超大规模运营商的采购量,约占所有硬盘销售量的一半,这个比例只会随着时间的推移而增加。

  主要的HDD应用场景有:

  ·富媒体存储和流媒体应用;

  ·用于近线灾难恢复的备份存储,冷数据存储和长期归档;

  ·其他一些对延迟不敏感的应用程序,例如用于云文件共享同步以及协作应用程序的用户目录。

  HDD与SSD的选择

  与SSD相比,HDD仍然具有明显的价格优势。对于上述那些不需要低延迟、高IOPS性能的应用程序来说,HDD是更好的选择。

  考虑到技术的快速演进,企业用户或许应该逐步让他们现有的HDD系统退出“主舞台”。如果一定要升级HDD系统,最好也是面向冷数据存储、灾难恢复和用户文件共享等此类应用负载的需求。一般情况下,对于所有用于支撑业务应用程序运行的新服务器和存储阵列来说,SSD都是更好的选择。

  云计算用户在配置计算实例时,上述原则仍然可行:将SSD实例用于应用程序,将HDD用于存档存储,特别是图像和视频。云计算用户通常不知道服务提供商为SaaS应用所选择的存储是什么,后者往往会根据特定的性能需求和用户体验需求去优化基础设施。

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