Мастерок.жж.рф

Хочу все знать


Previous Entry Share Next Entry

HDD против SSD. Кто кого?



Все уже заметили, что SSD наступает огромными шагами на HDD. Можно вспомнить, что еще в прошлом году Seagate показала самый большой SSD на 60 ТБ. Так что, HDD умирает и мы переходим постепенно на SSD?

По этому поводу интересный доклад можно почитать с конференции SelectelTechDay, где компания HGST выступила с докладом, развенчивающим некоторые распространённые мифы, а также повествующим о том, какими путями идёт развитие HDD и твердотельных накопителей, и что нас ожидает в этой сфере завтра.

Компания HGST, образованная в 2003 году слиянием дискового подразделения IBM и Hitachi, и в настоящее время принадлежащая Western Digital, выступила на конференции SelectelTechDay #2 с докладом, посвящённым современному состоянию индустрии накопителей — как традиционных механических жёстких дисков, так и твердотельных решений на базе энергонезависимой памяти.

По состоянию на 2017 год Western Digital принадлежит как HGST, так и SanDisk, а по объёму квартальной выручки компания занимает первое место среди конкурентов ($4,7 миллиарда против $4,2 млрд у ближайшего соперника — Samsung), так что она имеет все основания для того, чтобы оценивать индустрию накопителей в целом. Более того, по количеству патентов Western Digital (8694 патентов) уступает только Google (18554) и Apple (10545), занимая третье место в списке IEEE Power Six.

HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Многие считают, что уход традиционных механических HDD в историю уже не за горами, и их заменят более удобные, экономичные, а главное — более быстрые на случайных операциях SSD. Однако Western Digital так не считает. Да, тенденция к замене HDD на SSD есть, но проявляется она в основном на рынке клиентских решений, и то не везде и не всегда, а вот в секторе корпоративных решений жёсткие диски будут жить ещё очень долго, и объём поставок таких дисков к 2020 году продолжит расти. А вот в клиентском секторе объёмы продаж HDD будут падать, а SSD — быстро расти.



HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Компания приводит любопытное сравнение: если выразить объём данных, генерируемых нашей цивилизацией в год — а это 1000 экзабайт — как Землю, то SSD в настоящее время на этом фоне выглядит не больше Луны. Твердотельные решения не покрывают и 10 % требуемого объёма хранения. Более того, развеивается представление о жёстком диске, как о чём-то простом: на самом деле это одна из самых точных механических машин, которые производятся в нашем мире серийно. Если верить докладчику, в современных моделях HDD точность позиционирования головок составляет порядка 10 нм — величина, сопоставимая с размерами транзистора в соответствующем техпроцессе. Интересно, что экологические ниши HDD со скоростью вращения шпинделя 10‒15 тысяч оборотов стремительно сокращаются.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Такие диски весьма совершенны, но обычно не имеют большого объёма и активно вытесняются SSD, но для HDD остаётся одна огромная ниша — та, где требуется именно большой объём. Фактически, большая часть данных земной цивилизации ещё долго будет лежать на плечах классических HDD со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин, что потребует увеличения их объёмов. Тут, однако, вступает в дело так называемая «трилемма магнитной записи». Критический предел плотности записи (1 Тбит на кв. дюйм) уже практически достигнут и уменьшать размеры частиц магнитного слоя практически некуда. С уменьшением их размера падает термостабильность — нужны новые материалы, на которых при повышении температуры упорядоченная запись не будет превращаться в хаос.





HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Такие материалы есть или разрабатываются. В теории они позволят нарастить ёмкость одного HDD до 40 Тбайт или даже более. Но стандартной классической головке HDD просто не хватит силы развиваемого ею магнитного поля, чтобы нормально намагничивать зону записи, а ведь если верить докладу, речь идёт о напряженности магнитного поля порядка 1 Тесла. Это огромная величина. Для сравнения, ряд аппаратов МРТ имеет напряженность поля 1,5 Тесла (правда, речь идёт о гораздо более крупных магнитах). Таким образом, возникает тупиковая ситуация.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Вариантов решений и выхода из вышеописанной ситуации здесь несколько, большая часть эволюционных версий уже освоена: это и увеличение количества пластин на шпиндель, и использование гелиевых гермоблоков, и новые типы записи — двухмерная (TDMR) и черепичная (SMR). Есть вариант с введением форм-фактора 3,5″ двойной высоты, но он, скорее всего, не «взлетит», поскольку потребует переделки всех корпусов дисковых полок, серверов и СХД. Корпоративный сектор довольно консервативен и предпочитает придерживаться проверенных временем форм-факторов. HGST создала прототипы таких дисков, но в массовое производство они не пошли. А стандартный трёхдюймовый вариант ограничен по количеству пластин: более восьми в него уместить невозможно чисто физически.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


С эволюционными решениями всё хорошо: гелиевые гермоблоки находятся массово в эксплуатации уже 4 года и доказали свою надёжность, несмотря на то, что этот газ обладает таким неприятным свойством, как чрезвычайно высокая способность к диффузии — проникновению между молекулами других веществ. К текущему моменту отгружено уже более 20 миллионов HDD с такими гермоблоками, они установлены и активно используются в крупнейших мировых ЦОД. Заявленный показатель наработки на отказ в 2,5 миллиона часов подтверждён, что называется, в полевых условиях. Лучшим диском HGST называет Ultrastar He12, и не зря: он обладает огромной ёмкостью, потребляет меньше решений с классическим гермоблоком и при этом весьма надёжен.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Черепичная запись (SMR) тоже активно используется в современных жёстких дисках большой ёмкости. Суть её проста и видна из слайда: дорожки при такой записи формируются как бы «наползающими» друг на друга, что экономит поверхность пластины HDD, а значит, повышает плотность записи. Особенно сложных технологий SMR не требует, а значит, снижается и удельная стоимость хранения данных. Но у SMR есть недостатки: в силу самой технологии информацию с таких дисков можно читать как последовательно, так и случайными блоками, а вот запись обязательно должна вестись последовательно, иначе пострадают соседние дорожки. Это существенно снижает скоростные характеристики таких решений, так что ниша дисков с SMR — это системы архивации (холодная зона) и «тёплая» зона (nearline storage). В последнем случае нагрузка должна носить потоковый, линейный характер.





HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Есть в области магнитной записи и революционные решения, среди них ближе всего к реализации так называемая термомагнитная запись (HAMR). О ней мы писали ещё несколько лет назад. Принцип HAMR открывает дорогу к созданию HDD объёмом 20 и более Тбайт, но технология «головок с лазерным подогревом зоны записи» до сих пор не может выйти за пределы лабораторий. Сама по себе она работоспособна и это доказано экспериментально. Но выявлен ряд проблем: так, например, пока не получается сфокусировать лазерный луч с пятном диаметром менее 50 нм (а точность позиционирования головки, напоминаем, составляет около 10 нм).




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Пока достигнута точность фокусировки порядка 120‒130 нанометров, но этого недостаточно. Поэтому систему «подогрева» пришлось существенно усложнить: теперь лазер не облучает магнитную пластину непосредственно. Передача энергии осуществляется с помощью цепочки «лазер‒волновод‒плазмонная антенна». Антенна выполнена из золота, которое хорошо проводит частоты порядка терагерц, её геометрия такова, что возникает стоячая волна, которая и позволяет достичь нужного размера подогреваемого пятна на магнитной пластине. Система работает, но тонкая плазмонная антенна быстро оплавляется, так что лабораторный срок службы головки пока составляет порядка 100 часов. Кроме того, мировое производство твердотельных лазеров нужных габаритов и мощности недостаточно велико для массового выпуска HAMR-дисков.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Существуют и более экзотические технологии: так, вместо лазерного излучения для подогрева зоны записи предлагается использовать микроволновый пучок (MAMR), но создание столь компактных микроволновых излучателей под вопросом. Есть направления так называемой «битовой литографии» и записи «на подогретые точки», но о них пока ничего не известно, и судя по всему, данные технологии пока не вышли дальше закрытых лабораторных исследований.



HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


С жёсткими дисками всё более-менее понятно: поставки в клиентском секторе будут падать, но корпоративный сегмент по-прежнему будет в основном полагаться на всё более ёмкие модели HDD. Относительно NAND тоже был сделан ряд интересных заявлений. Во-первых, производителей флеш-памяти в мире осталось не так много: WDC/SanDisk, Toshiba, SK Hynix, Micron, Samsung и Intel, причём на долю альянса WDC‒Toshiba приходится 40 % мирового производства NAND-устройств, вторую строчку занимает Samsung с 38 %. Однако спрос на рынке флеш-памяти по-прежнему превышает предложение, хотя все производители стараются как можно быстрее нарастить производственные мощности в этой области.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Кроме того, нехватка NAND вызвана задержкой производителей, вызванной переходом с производства планарной флеш-памяти на объёмную 3D NAND. В игру собирается вступить КНР, а именно компания XMC, но поставки 32-слойной 3D NAND, выполненной по технологиям Spansion, ожидаются не ранее следующего года, да и на проектную мощность 300 тысяч пластин в месяц фабрика выйдет лишь к 2020 году. Есть в области производства флеш-памяти и свои проблемы, в чём-то они похожи на проблемы, описанные выше применительно к развитию технологий HDD.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


До появления 3D NAND рост ёмкости чипов флеш-памяти шёл за счет применения всё более тонкой литографии и увеличения количества хранимых в одной ячейке бит. Напомним, каждый бит требует двух уровней заряда, определяющих, хранится ли в данной ячейке 0 или 1. MLC требует уже четырёх уровней заряда, а TLC и вовсе восьми уровней, что отнюдь не ведёт к повышению надёжности, ведь заряды имеют свойство дрейфовать. В переход на более тонкие техпроцессы вкладывались огромные деньги, но одновременно «ударными темпами» вновь падала надёжность. Если для ранней 32-нм SLC количество электронов на уровне составляло порядка 200, то для 15-нм TLC этот показатель равен всего 8 электронам! Именно их объём определяет надёжность хранения бита в ячейке флеш-памяти, ведь чем меньше электронов — тем больший негативный эффект могут оказать шумы и дрейф заряда, а значит, требуются более сложные и ресурсоёмкие схемы коррекции ошибок.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Но с появлением 3D NAND эволюцию планарной NAND можно считать законченной. Произошла революция, и эта революция решила практически все проблемы, связанные с уменьшением норм техпроцессов. Существенно возросло количество электронов на уровень записи — до 900 в случае SLC-варианта, а это более чем в два раза надёжнее даже планарной 45-нм SLC. Снизилось количество взаимных помех между ячейками, а для программирования страницы (блока) теперь требуется меньше времени и энергии. Конечно, по мере внедрения более тонких техпроцессов количество электронов на уровень будет падать и у 3D NAND, но запас прочности у нового типа памяти очень велик, что подтверждают ресурсные испытания, проведённые нами.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD


Рост цен на флеш-память похоже, объясняется ещё и тем, что 2017 год является переходным для всех производителей NAND. Впервые объём произведённой 3D NAND превысил объёмы производства классической 2D NAND. Начался лавинообразный переход всех производств с планарной на трёхмерную флеш-память, а мгновенно такие масштабные действия не совершаются. Перестройка фабрик и переналадка производственных линий требуют времени и денег. По некоторым прогнозам, дефицит несколько снизится к третьему кварталу 2018 года, но с этими прогнозами согласны не все, хотя и другие аналитики считают, что такого взрывообразного дефицита больше не будет.




HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD

В целом, состояние индустрии, описанное HGST, выглядит вполне логичным и закономерным. Жёсткие диски не умирают, но все усилия разработчиков фокусируются в области увеличения их объёма, поскольку по прочим характеристикам HDD уже не могут конкурировать с SSD. Продолжится внедрение гелиевых гермоблоков и SMR, но появления революционных технологий, таких как HAMR, похоже, откладывается — разработчикам предстоит увеличить срок службы лазерных головок на несколько порядков. Что касается SSD, то здесь всё просто: 2D NAND тотально вытесняется 3D NAND — последняя не только надёжна, но и выгодна, особенно в новых поколениях с увеличенным количеством слоёв. Прогнозируется массовое появление таких монстров, как SSD ёмкостью 8 и более Тбайт. Снизится показатель DPWD, но на фоне увеличения ёмкости проблемы это не представляет: перезаписать 25 раз в день в течение пяти лет такой накопитель практически невозможно физически, утверждается в докладе HGST. Нормой будет показатель DPWD в пределах 3‒10 перезаписей в день.


HGST оценила состояние индустрии накопителей HDD и SSD

[источники]источники
https://servernews.ru/958935
http://nnm.me/blogs/X-Hunter777/hgst-ocenila-sostoyanie-industrii-nakopiteley-hdd-i-ssd/


Для того, чтобы быть в курсе выходящих постов в этом блоге есть канал Telegram. Подписывайтесь, там будет интересная информация, которая не публикуется в блоге!


А были же еще жёсткие диски в мобильных телефонах и оказывается можно украсть информацию через индикатор жесткого диска



Оригинал статьи находится на сайте Masterok.media Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://masterok.media/91332-hdd-protiv-ssd-kto-kogo.html

Posts from This Journal by “Компьютер” Tag

  • Intel объединяется с AMD

    Кто «помнит себя» на заре компьютерного рынка конечно же в курсе главной дилеммы того времени: AMD или Intel. Сколько копий было сломано ! Вечные…

  • Какой нужен комп для монтажа в 4К?

    Я сейчас снимаю камерой, которая может снимать в 4К, но я снимаю 1920х1080 с 60fps. Да, в 4К я не смогу снимать в 60fps (а жаль), но так как…

  • Проверьте, Ваш компьютер не в рабстве?

    По данным исследовательской компании IBM X-Force и «Лаборатории Касперского», с начала 2017 года количество атак на корпоративные…


Buy for 300 tokens
Buy promo for minimal price.

jidigr September 24th, 18:09
ssd не заменят hdd в средне-обозримом будущем, пока не поменяется технология ssd (а она не поменяется ещё лет 10-20 (как минимум)

vombatus123 September 24th, 19:10
В настольных и компьютерах и ноутбуках заменят, причём в обозримом будущем. Персоналке не нужно больше 500-1000 ГБ.
В домашних сетевых хранилищах HDD задержатся, потому что на скорость там плевать, зато объем нужен приличный. Ну а про корпоративный рынок и говорить не приходится, там ещё стримеры в ходу.

homelessnicola September 24th, 18:11
Капец, где брать магнитики теперь?

elizarnik September 24th, 18:30
На иврите NASA означает обманывать, вводить в заблуждение.
http://tchaykovsky.info/blog_b/nasasinfake.htm

maikcg September 24th, 18:15

Вот Ким жахнет по самсунгу во славу HDD. :D


flash2004 September 25th, 2:55
Где же тогда Ким порнуху свою держать будет?

trump_donald September 24th, 18:22
т.е. больше 40 ТБ диск не сделать???

masterok September 24th, 18:38
ну на традиционной технологии говорят нет

djonsmitt September 24th, 18:36
механика постепенно уйдет в прошлое

jidigr September 24th, 21:26
лет через двести, по минимуму

cgbpol September 24th, 18:43

Ещё немаловажный фактор стоимость хранения.


ungarion September 24th, 19:19
Что насчет Fusion Drive? Может за ними будущее?

vugi September 24th, 20:32
там идея была в кэшировании.. Вроде сама отсохла - на маленьких объемах CCD получается надежнее и проще/дешевле (в массе), а на больших - само кэширование не особо работает.

wpiggy September 24th, 19:21
>Есть вариант с введением форм-фактора 3,5″ двойной высоты, но он, скорее всего, не «взлетит»
С чего бы это? В конце 90-х у нас были Seagate Elite, которые вообще имели форм-фактор 5.25, но уникальный по тем временам объём - 23 Гб! Если будут соответствующие рэки (а если будут винты то будут и рэки и бэкплейны) то почему нет? Цена за терабайт там будет очень вкусная.

alberr September 24th, 20:22
Зато надёжность будет невкусная. Блинов и головок в два раза больше. И потребление энергии вырастет.

livejournal September 24th, 19:29
Здравствуйте!
Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

livejournal September 24th, 19:29
Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

livejournal September 24th, 19:29
Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal центрального региона. Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

prezion September 24th, 19:50
ух ты, тут в камментах встречаются люди с hdd! воу, давно живьём таких не видел ;)

jidigr September 24th, 21:28
бываит и така куйня, чо ))))) гг

arinapushkina September 24th, 20:02
5e997689452e.gif


Edited at 2017-09-24 08:03 pm (UTC)

masterok September 24th, 20:03
спасибища!

nikvision September 24th, 20:40
стоит синий терабайтник WD уже третий год,все быстро и ни разу не был заполнен более 80%,хотя качаю фильмы не меньше чем на 4-7 гб и игры современные,чем там еще забивать винт непонятно,разве что видео с 4к

jidigr September 24th, 21:30
семь лет... тошибы и чорныи выгэ )))) от 1-го до 3-х
выше не вижу смысла

melius2 September 24th, 22:21
Никак не могу выбрать себе SSD...надо самый современный а кроме говносамсунга выбрать нечего.

А с самсунгом связываться не хочется:(

zoghozzerofive September 24th, 23:48
Третьево дня в сколкове анонсировали открытие завода по выпуску эсэсдэ. Так что пока воздержитесь от поспешной покупки: Чубайс не самсунг, не обманет.

?

Log in

No account? Create an account