HDD終將成為歷史

10K HDD 謝幕，數(shù)據(jù)中心將“換新顏”

來源：與非網(wǎng)

作者：吳子鵬

當(dāng)人們談?wù)?SSD（固態(tài)硬盤）和 HDD（機械硬盤）的時候，速度問題總是毫無爭議。SATA3 接口的 HDD 最大傳輸速度只有 550MB/s，實際使用中的連續(xù)讀寫速度最高大約 200 MB/s，但對于 SATA3 接口的 SSD 而言，連續(xù)寫入速度很容易就能達到 500 MB/s。

因此，在大數(shù)據(jù)處理越發(fā)重視存儲效率的當(dāng)下，憑借著速度方面的絕對優(yōu)勢，SSD 在各個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?HDD 的替代都是大勢所趨。比如在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，常用的 10K（10000 rpm）HDD 終將成為歷史。當(dāng)與非網(wǎng)記者問到美光 5210 SSD 產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心的主攻方向時，美光存儲產(chǎn)品事業(yè)部企業(yè)級固態(tài)硬盤產(chǎn)品首席技術(shù)市場工程師 Doug Rollins 很明確地說，其是 10K HDD 的替代品。

這樣看來，首先美光 5210 SSD 的設(shè)計理念是明確的——為取代 10K HDD 而設(shè)計。硬盤每分鐘最大可以旋轉(zhuǎn) 10000 轉(zhuǎn)，這是 10K HDD 命名的由來，相較于消費市場常見的 5400 轉(zhuǎn)和 7200 轉(zhuǎn) HDD，10K HDD 轉(zhuǎn)速更快，運行的速度更快一些。

然而，在云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能蓬勃發(fā)展的今天，HDD 在很多場景下已經(jīng)成為發(fā)展的短板，尤其是對數(shù)據(jù)中心中活躍數(shù)據(jù)的存儲?！癏DD 供應(yīng)商為使其產(chǎn)品能夠吸引客戶，保持應(yīng)用于某些市場而付出了巨大努力，我們對此感到欽佩。顯然，最近大多數(shù) HDD 創(chuàng)新都集中在擴展容量，而不是性能上。” Doug Rollins 也認(rèn)為，HDD 并沒有積極地迎合大數(shù)據(jù)運算對于存儲性能的高要求，而是另辟蹊徑選擇在大容量方面去體現(xiàn) HDD 的性價比。

但這帶來了另一個棘手的問題，那就是超大容量的 HDD 一旦發(fā)生故障，重建數(shù)據(jù)的時間非常長，這會帶來更大的問題。這個時候，對于高性能存儲人們自然而然會去想用 SSD。按照 Doug Rollins 所說，NVMe 接口已經(jīng)為每個 2.5 英寸 SSD 提供了 15+TB 的容量，隨著時間的推移會繼續(xù)增加。

但之前 SSD 數(shù)倍于 HDD 的價格讓數(shù)據(jù)中心運營者望而卻步。美光 5210 SSD 是一次突破，2018 年 5 月上市的它當(dāng)時是全球首款 QLC SSD。

Doug Rollins 表示：“5210 SSD 的 IOPS 明顯優(yōu)于 10K HDD，隨機讀取速度比最快的 10K HDD 快 175 倍，客戶對性能的巨大飛躍感到非常振奮，而且對比 10K HDD 價格相近。”

容量上的考量可以更加凸顯 5210 SSD 的針對性，“就 QLC 容量而言，由于 5210 是為取代 10K HDD 而設(shè)計的，沒有必要發(fā)布容量低于 960GB 的產(chǎn)品，因為目前銷售的大多數(shù) 10K HDD 的容量范圍是從 900GB 到 2.4TB（最大）不等。我們的容量是相一致的，實際上甚至更高，最大高達 7.68TB，以幫助提供價格合理的高容量數(shù)據(jù)中心 SSD。” Doug Rollins 講到。

在性能、容量和價格之外，業(yè)界對于 SSD 和 HDD 的使用壽命誰更占優(yōu)這方面一直爭論不休，從質(zhì)保方面看，兩者是旗鼓相當(dāng)?shù)?，都?3-5 年。我們一般計算 SSD 的使用壽命都喜歡套用這樣的公式：總寫入容量=擦寫次數(shù) X 固態(tài)容量，不過 Doug Rollins 告知與非網(wǎng)記者，美光通過一系列附加特性和技術(shù)成功延長了 QLC 技術(shù)的使用壽命，超過了這個計算值，確保 5210 滿足 OEM 平臺的生命周期要求。

他指出，這些技術(shù)都已經(jīng)被應(yīng)用到 5210 SSD 上，“附加特性（我們針對數(shù)據(jù)中心的 5210 所特有的）自動、自主地擴展了 5210 的寫入能力。這是根據(jù)寫入量來完成的，目的是使 5210 能夠用于通用服務(wù)器和存儲，并取代以前使用的 10K HDD。”

“即使你不知道自己的工作負(fù)載，這種獨特的特性也可以減輕你對耐用性的擔(dān)憂。這一特性可主動、動態(tài)地管理 5210 的寫入負(fù)載，提高了性能穩(wěn)定度，增強了 5210 的耐用性，同時隨機寫入性能比典型的 10K HDD 更快?！?Doug Rollins 進一步講到。

SSD 久未平息的質(zhì)疑

對于 NAND 閃存而言，技術(shù)前進過程中得到的并非全都是褒獎，從 SLC、MLC、TLC 到 QLC 的發(fā)展一直被詬病。比如從 TLC 到 QLC，閃存顆粒的讀寫速度在下降。

這個問題很尖銳，但與非網(wǎng)記者還是決定將其拋給 Doug Rollins。他并沒有上來便否定這些質(zhì)疑，“關(guān)于 QLC 怎樣適用于存儲技術(shù)，市面上有著各種各樣的觀點。QLC 的讀取速度略低于 TLC，而寫入速度則低很多，這是由于 QLC NAND 固有的物理特性和每個單元存儲更多 bit 的數(shù)據(jù)造成的，當(dāng)業(yè)界從 SLC 發(fā)展到 MLC，以及從 MLC 發(fā)展到 TLC 時，都曾出現(xiàn)過類似的折中情況?！?/p>

但他認(rèn)為，客戶給出的積極反饋證明了 QLC SSD 是正確且成功的?！拔覀兊?QLC 技術(shù)大受歡迎，客戶非常認(rèn)可這一定位，對 QLC 的需求持續(xù)增長，越來越多的原始設(shè)備制造商驗證表明了 QLC 技術(shù)的質(zhì)量和可靠性。5210 上市銷售已經(jīng)兩年多了，現(xiàn)在以其強大的質(zhì)量和可靠性在業(yè)界非常出名?！?/p>

Doug Rollins 指出，5210 SSD 從數(shù)據(jù)處理和安全兩個層面很好地完成了數(shù)據(jù)中心客戶的需求：

安全

5210 提供支持加密擦除和 TCG Enterprise 的自加密驅(qū)動器（SED）選項。所有 5210 SSD（SED 和非 SED）都支持 NAND 塊擦除和數(shù)字簽名固件。

數(shù)據(jù)處理

5210 已被很多美光的客戶部署，并幫他們實現(xiàn)成功。客戶的工作負(fù)載讀取的數(shù)據(jù)遠遠多于寫入的數(shù)據(jù)（商業(yè)洞察、分析、內(nèi)容分發(fā)、大數(shù)據(jù)、人工智能和機器學(xué)習(xí)等工作負(fù)載）時，則非常適合采用我們的標(biāo)準(zhǔn) 5210。

另外，他表示 QLC 技術(shù)的發(fā)展配合 2.5 英寸的 SATA 外形尺寸，使標(biāo)準(zhǔn) 2U 機箱的總機箱密度達到了 184TB，高于搭載 12TB 7.2K 3.5 英寸 HDD 的 144TB。

QLC 和 TLC 是互補技術(shù)

人們對于 SSD 的另一個討論是“前浪”是否會被“后浪”拍死在沙灘上 —— QLC SSD 在容量方面體現(xiàn)出更好的性價比，是否會讓 TLC SSD 退休，尤其是在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域？

Doug Rollins 再一次強調(diào)了美光的立場：5210 SSD 優(yōu)化了以前由 10K HDD 提供服務(wù)的應(yīng)用和工作負(fù)載，是 10K HDD 的替代品，而 QLC 和 TLC 實際上是互補的技術(shù)。

“QLC SSD 將在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中增強和補充 TLC SSD。我們預(yù)計 TLC SSD 將繼續(xù)用于混合用途的工作負(fù)載以及需要極高性能和耐用性的配置中，QLC 將占據(jù)‘暖’存儲容量層（在分層環(huán)境中），而在冷層中由 HDD 補充，因為這里不需要為更高的性能而支付更多的費用?！?Doug Rollins 解釋到。

沒有一對多替代，沒有“同門相殘”，作為 QLC SSD 的積極推動者，美光的目標(biāo)是極為堅定的——5210 SSD 是 10K HDD 的精準(zhǔn)替代。如 Doug Rollins 所言，10K SSD 是數(shù)據(jù)中心的經(jīng)典產(chǎn)品，但當(dāng)你看到了一個 IOPS、可靠性和能效更出色的產(chǎn)品，那你還會用 10K SSD 嗎？