傳統(tǒng)機械硬盤在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域是否還有未來？

西部數(shù)據(jù)（Western Digital）依然認為機械硬盤在數(shù)據(jù)中心擁有一席之地。近日，西部數(shù)據(jù)公布了最新的機械硬盤產(chǎn)品路線圖。西部數(shù)據(jù)計劃在2020年會推出18TB、20TB的硬盤，并預(yù)計在在2026年推出60TB的機械硬盤。西部數(shù)據(jù)的路線圖比兩年前ASTC協(xié)會公布的要保守一些，后者之前預(yù)計2026年HDD硬盤容量能達到100TB級別。

值得注意的是，西部數(shù)據(jù)已開始向全球企業(yè)OEM和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心客戶運送18TB、20TB的硬盤樣品。

西部數(shù)據(jù)機械硬盤產(chǎn)品路線圖

此外，GigaOM分析師Enrico Signoretti和Wells Fargo 分析師Aaron Rakers分別從硬盤在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用趨勢與閃存發(fā)展等角度進行了分析，算是對機械硬盤在數(shù)據(jù)中心前景的另一種回應(yīng)。

硬盤將從小型數(shù)據(jù)中心中消失

眾所周知，隨著閃存在容量上的不斷提升，以及成本的不斷下降，閃存在性價比、性能上已經(jīng)開始形成對機械硬盤越來越大的優(yōu)勢，而機械硬盤隨著容量的不斷提升在故障恢復(fù)上需要花費更多時間，也使得機械硬盤的劣勢進一步放大。有人直言，機械硬盤未來幾年將會在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心中消失。

Signoretti直言：“機械硬盤將從小型數(shù)據(jù)中心消失。小型數(shù)據(jù)中心將不再存在機械硬盤，尤其是云計算的快速發(fā)展，中小型企業(yè)將越來越依賴閃存或者云?！盨ignoretti直言：“像18TB和20TB的機械硬盤（未來的50TB或者更大容量）將來更多是為Facebook、AWS、Azure這些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心用戶設(shè)計和制造?！?/p>

通常，大容量機械硬盤在發(fā)生故障時往往需要花費數(shù)周時間進行恢復(fù)，“大容量意味著在發(fā)生故障時候需要花費更長的時間進行重構(gòu)。例如，今天重構(gòu)一個14TB的硬盤可能需要花費近一周時間，如果容量增長為50TB，可以想象一下需要花費多少時間。”

不僅如此，像主機管理覆蓋、多驅(qū)動器和分區(qū)等機械硬盤新技術(shù)，都需要使用當前硬盤的應(yīng)用程序修改代碼。而隨著閃存越來越便宜，顯然比這些讓磁盤更快的插件更有吸引力。

Signoretti認為：“所有增加的復(fù)雜性將使硬盤對于沒有足夠數(shù)據(jù)量存儲在其中的小型組織變得不切實際。例如以1PB這個標準來考慮一下：1PB等于20個硬盤，而奇偶校驗和備用硬盤將為24。它為您提供吞吐量，但IOPS很少，并且由于重建時間而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險很高?！?/p>

最后，Signoretti表示，如果用戶需要在本地存儲上PB的冷存儲，那么可以考慮機械硬盤。全閃存的數(shù)據(jù)中心將成為現(xiàn)實，如果您想存儲越來越多的冷數(shù)據(jù)，那么云其實也是一項很好的選擇。

NAND層數(shù)的較量

西部數(shù)據(jù)和鎧俠（Kioxia，前身為東芝存儲）近日宣布了112層3D NAND。Wells Fargo 分析師Aaron Rakers認為，112層NAND（BiCS5 工藝）是一種成本優(yōu)化的工藝，在成熟的晶圓良率下，將會比現(xiàn)有的96層產(chǎn)品每一位便宜30%。

Aaron Rakers注意到112層產(chǎn)品基本上是兩個56層 die堆疊在一起，而三星的128層die則是采用單堆疊設(shè)計。WD-Kioxia 112層晶圓與相比具有更大的位密度優(yōu)勢：約7.8GB /平方毫米，而三星為6.8GB /平方毫米。他計算得出，WD-Kioxia比三星的128L技術(shù)具有10-15%地位密度優(yōu)勢，并因此帶來了成本優(yōu)勢。

這也意味著WD-Kioxia大大提高了NAND的承受能力，尤其是當112層用QLC閃存格式化時。

3D NAND容量和層數(shù)技術(shù)路線圖

當今的大多數(shù)NAND是TLC（3位/單元），而QLC的耐久性比TLC的3，000次周期短，約為1，000次。它的讀取時間為100μs，而TLC為25μs。但是它仍然比磁盤快，后者在分區(qū)內(nèi)受尋道時間的影響，性能大約在8–12ms。

當今的大容量磁盤驅(qū)動器越來越多地用于近線存儲，而近線存儲需要中等到低的寫訪問速率。QLC 112層NAND使用損耗均衡和過度配置技術(shù)，可以比TLC 96L更好地競爭這一市場。

這使Rakers得出結(jié)論，就出貨量而言，100層以上的3D NAND將成為一種主導(dǎo)技術(shù)。

他認為：“控制器技術(shù)和軟件增強功能的不斷進步，改善了原始NAND的特性，這是我們認為QLC的采用將在未來幾年內(nèi)加速并擴大其采用范圍的主要原因之一?！?/p>

到2022年和2023年，閃存將會采用200-300層3D NAND，屆時閃存每比特的成本將會更低?！捌髽I(yè)級固態(tài)硬盤和近線硬盤之間的價格差距正在縮小（以美元/GB為標準）。去年第三季度，企業(yè)級SSD每GB的成本大約是高容量近線硬盤的八倍，而第二季度則是9倍，2018年第三季度則是15倍?！?/p>

在Rakers看來，如果企業(yè)級SSD的成本下降到5倍時，那將會讓用戶在工作負載中選擇企業(yè)級SSD替代近線硬盤有強有力的理由。“這可能就是大容量企業(yè)級固態(tài)硬盤采用率拐點的開始。”

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