HDD硬盤在數(shù)據(jù)中心的持續(xù)價值

人們可能認為HDD無法再競爭，但他們在進行適當評估時需要考慮各個方面。如果您將具有高達2500Gbps帶寬和100kIOPS操作性能的SSD與最快的HDD(能夠提供250Mbps和300IOPS)進行比較，好處似乎很明顯。在數(shù)據(jù)中心，我們不是簡單地談?wù)撚蓡蝹€SSD和單個HDD組成的系統(tǒng)，就像我們在筆記本電腦中一樣。所以這種比較是無效的。對于現(xiàn)代存儲主導(dǎo)的應(yīng)用程序，可能涉及數(shù)百個這樣的單元——可能代表數(shù)PB的存儲容量。

對于大規(guī)模高容量存儲安裝，價格/千兆字節(jié)是進行投資時需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)——而在這里，硬盤仍然證明了它們的優(yōu)勢。在過去十年中，企業(yè)級HDD的價格/千兆字節(jié)與企業(yè)級SSD數(shù)字之間存在數(shù)量級差異。盡管降低了SSD的價格現(xiàn)在使它能夠趕上HDD，但仍然有大約8倍的差異(比較相同的應(yīng)用程序和質(zhì)量等級時)。在可預(yù)見的未來，定價曲線可能會或多或少保持平行——而交叉點，如果有的話，要到2030年代的某個時候才會發(fā)生。其原因是，盡管給定容量的SSD價格正在下降，但HDD技術(shù)的創(chuàng)新在成本效益方面仍然無法達到SSD。不斷增加的HDD容量意味著它們可以實現(xiàn)的價格/千兆字節(jié)比率繼續(xù)使其成為極具吸引力的選擇。

即使明天這個時候HDD的每千兆字節(jié)價格突然與SSD持平，也沒有足夠的閃存生產(chǎn)能力來用固態(tài)等效物替換所有HDD資源。2019年，分析公司Gartner報告稱，HDD的出貨量相當于890Exabyte，而SSD的總?cè)萘窟_到153Exabyte——因此只有HDD的16%。有趣的是，應(yīng)該注意的是，考慮到8倍更好的價格/千兆字節(jié)比率，所有這些HDD資源的總成本幾乎與小得多的SSD數(shù)量相同。

SSD要完全取代HDD，SSD產(chǎn)量需要增加6倍。僅將產(chǎn)量增加一倍就需要花費數(shù)千億美元來使新晶圓廠上線，而增加6倍則需要數(shù)千億美元來承擔。此外，這只是為了讓我們能夠覆蓋2019年安裝的數(shù)據(jù)存儲容量。這仍然不足以滿足預(yù)計到2023年或以后需要的數(shù)千艾字節(jié)。

很明顯，僅僅依賴基于閃存的方法是不切實際的。自Covid爆發(fā)以來，隨著云服務(wù)活動的增加，數(shù)據(jù)中心環(huán)境中HDD的憑據(jù)得到了進一步強調(diào)。Statista最近發(fā)布的一份報告支持了這一點——表明高容量企業(yè)級硬盤的出貨量將在未來幾年保持增長。

前面提到單個HDD比同等SSD慢10倍以上。但是，當我們談?wù)摮髷?shù)據(jù)存儲系統(tǒng)時，事情就沒有那么簡單了。通過實施智能架構(gòu)，可以將多個HDD組合在一起，以匹配包含較少數(shù)量SSD的價格可比系統(tǒng)的性能。在東芝實驗室，我們評估了RAID10和軟件定義配置中具有24到60個HDD的架構(gòu)。這些能夠提供大于10kIOPS和5Gbps的性能參數(shù)。因此，對于更大容量的存儲系統(tǒng)，具有多個HDD(單位成本低得多)的解決方案將比更少的SSD(每個具有更高的單位成本)帶來更好的單位容量價格。

目前的看法是基于HDD的存儲解決方案消耗更多的電量。在實際工作負載的實際實施中，旋轉(zhuǎn)磁盤所需的功率預(yù)算經(jīng)常被高估。功耗低于通常的預(yù)期，尤其是在采用現(xiàn)代高容量低功率充氦驅(qū)動器的情況下。SSD制造商經(jīng)常提出的另一個論點是，他們的驅(qū)動器比HDD更可靠，因為它們沒有任何活動部件。這一點又被夸大了?，F(xiàn)代企業(yè)HDD的MTTF數(shù)據(jù)為250萬小時，就其工作壽命而言，可與任何SSD直接相媲美。此外，HDD對它們在其整個生命周期內(nèi)可以處理的可寫入數(shù)據(jù)量沒有嚴格限制，而SSD僅具有相對有限的耐用性。隨著共享數(shù)據(jù)中心資源中不斷變化的工作負載變得越來越普遍，這無疑是一個優(yōu)勢。

總之，基于當前的價格點和未來的價格預(yù)測，可以說HDD仍然是大規(guī)模存儲數(shù)據(jù)的最具商業(yè)可行性的方式。我們社會產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量正在以指數(shù)級的速度增長，IDC預(yù)測到2025年，每年的數(shù)據(jù)生成量將超過175Zetabyte。因此，很明顯HDD仍然發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。SSD的價格/容量以及缺乏足夠的生產(chǎn)輸出意味著它將無法吸收當前即將到來的數(shù)據(jù)爆炸。硬盤技術(shù)更適合這樣做。

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