傳統機械硬盤在數據中心領域是否還有未來？

西部數據（Western Digital）依然認爲機械硬盤在數據中心擁有一席之地。近日，西部數據公布了最新的機械硬盤産品路線圖。西部數據計劃在2020年會推出18TB、20TB的硬盤，並預計在在2026年推出60TB的機械硬盤。西部數據的路線圖比兩年前ASTC協會公布的要保守一些，後者之前預計2026年HDD硬盤容量能達到100TB級別。

值得注意的是，西部數據已開始向全球企業OEM和超大規模數據中心客戶運送18TB、20TB的硬盤樣品。

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

硬盤將從小型數據中心中消失

衆所周知，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、性能上已經開始形成對機械硬盤越來越大的優勢，而機械硬盤隨著容量的不斷提升在故障恢複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數據中心中消失。

Signoretti直言：“機械硬盤將從小型數據中心消失。小型數據中心將不再存在機械硬盤，尤其是雲計算的快速發展，中小型企業將越來越依賴閃存或者雲。”Signoretti直言：“像18TB和20TB的機械硬盤（未來的50TB或者更大容量）將來更多是爲Facebook、AWS、Azure這些超大規模數據中心用戶設計和制造。”

通常，大容量機械硬盤在發生故障時往往需要花費數周時間進行恢複，“大容量意味著在發生故障時候需要花費更長的時間進行重構。例如，今天重構一個14TB的硬盤可能需要花費近一周時間，如果容量增長爲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、多驅動器和分區等機械硬盤新技術，都需要使用當前硬盤的應用程序修改代碼。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認爲：“所有增加的複雜性將使硬盤對于沒有足夠數據量存儲在其中的小型組織變得不切實際。例如以1PB這個標准來考慮一下：1PB等于20個硬盤，而奇偶校驗和備用硬盤將爲24。它爲您提供吞吐量，但IOPS很少，並且由于重建時間而導致數據丟失的風險很高。”

最後，Signoretti表示，如果用戶需要在本地存儲上PB的冷存儲，那麽可以考慮機械硬盤。全閃存的數據中心將成爲現實，如果您想存儲越來越多的冷數據，那麽雲其實也是一項很好的選擇。

NAND層數的較量

西部數據和铠俠（Kioxia，前身爲東芝存儲）近日宣布了112層3D NAND。Wells Fargo 分析師Aaron Rakers認爲，112層NAND（BiCS5 工藝）是一種成本優化的工藝，在成熟的晶圓良率下，將會比現有的96層産品每一位便宜30%。

Aaron Rakers注意到112層産品基本上是兩個56層 die堆疊在一起，而三星的128層die則是采用單堆疊設計。WD-Kioxia 112層晶圓與相比具有更大的位密度優勢：約7.8GB /平方毫米，而三星爲6.8GB /平方毫米。他計算得出，WD-Kioxia比三星的128L技術具有10-15％的位密度優勢，並因此帶來了成本優勢。

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。

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

當今的大容量磁盤驅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，可以比TLC 96L更好地競爭這一市場。

這使Rakers得出結論，就出貨量而言，100層以上的3D NAND將成爲一種主導技術。

他認爲：“控制器技術和軟件增強功能的不斷進步，改善了原始NAND的特性，這是我們認爲QLC的采用將在未來幾年內加速並擴大其采用範圍的主要原因之一。”

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。“企業級固態硬盤和近線硬盤之間的價格差距正在縮小（以美元/GB爲標准）。去年第三季度，企業級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。”

在Rakers看來，如果企業級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級固態硬盤采用率拐點的開始。”