傳統機械硬碟在數據中心領域是否還有未來？

西部數據（Western Digital）依然認為機械硬碟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碟產品路線圖。西部數據計劃在2020年會推出18TB、20TB的硬碟，並預計在在2026年推出60TB的機械硬碟。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硬碟容量能達到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的硬碟樣品。

此外，GigaOM分析師Enrico Signoretti和Wells Fargo 分析師Aaron Rakers分別從硬碟在數據中心應用趨勢與快閃記憶體發展等角度進行了分析，算是對機械硬碟在數據中心前景的另一種回應。

硬碟將從小型數據中心中消失

眾所周知，隨著快閃記憶體在容量上的不斷提升，以及成本的不斷下降，快閃記憶體在性價比、性能上已經開始形成對機械硬碟越來越大的優勢，而機械硬碟隨著容量的不斷提升在故障恢復上需要花費更多時間，也使得機械硬碟的劣勢進一步放大。有人直言，機械硬碟未來幾年將會在大多數數據中心中消失。

Signoretti直言：「機械硬碟將從小型數據中心消失。小型數據中心將不再存在機械硬碟，尤其是雲計算的快速發展，中小型企業將越來越依賴快閃記憶體或者雲。」Signoretti直言：「像18TB和20TB的機械硬碟（未來的50TB或者更大容量）將來更多是為Facebook、AWS、Azure這些超大規模數據中心用戶設計和製造。」

通常，大容量機械硬碟在發生故障時往往需要花費數周時間進行恢復，「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的硬碟可能需要花費近一周時間，如果容量增長為50TB，可以想像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碟新技術，都需要使用當前硬碟的應用程式修改代碼。而隨著快閃記憶體越來越便宜，顯然比這些讓磁碟更快的插件更有吸引力。

Signoretti認為：「所有增加的複雜性將使硬碟對於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這個標準來考慮一下：1PB等於20個硬碟，而奇偶校驗和備用硬碟將為24。它為您提供吞吐量，但IOPS很少，並且由於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，那麼可以考慮機械硬碟。全快閃記憶體的數據中心將成為現實，如果您想存儲越來越多的冷數據，那麼雲其實也是一項很好的選擇。

NAND層數的較量

西部數據和鎧俠（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）是一種成本優化的工藝，在成熟的晶圓良率下，將會比現有的96層產品每一位便宜30%。

Aaron Rakers注意到112層產品基本上是兩個56層 die堆疊在一起，而三星的128層die則是採用單堆疊設計。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，而三星為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快閃記憶體格式化時。

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，約為1,000次。它的讀取時間為100μs，而TLC為25μs。但是它仍然比磁碟快，後者在分區內受尋道時間的影響，性能大約在8–12ms。

當今的大容量磁碟驅動器越來越多地用於近線存儲，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將成為一種主導技術。

他認為：「控制器技術和軟體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的採用將在未來幾年內加速並擴大其採用範圍的主要原因之一。」

到2022年和2023年，快閃記憶體將會採用200-300層3D NAND，屆時快閃記憶體每比特的成本將會更低。「企業級固態硬碟和近線硬碟之間的價格差距正在縮小（以美元/GB為標準）。去年第三季度，企業級SSD每GB的成本大約是高容量近線硬碟的八倍，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替代近線硬碟有強有力的理由。「這可能就是大容量企業級固態硬碟採用率拐點的開始。」