Компания-разработчик систем хранения данных StorONE, установившая не столь давно рекорд по скорости перестройки дискового массива благодаря фирменной технологии vRAID 2.0, может приписать себе ещё одно новшество — она объявила о выпуске первой в мире системы NVMe-oF, работающей не только с классическими SSD, но и с традиционными жёсткими дисками.

Последние неплохо подходят для хранения больших объёмов данных в любых сценариях, не требующих высокой производительности в случайных мелкоблочных операциях, и пока опережают твердотельные массивы в плане удельной стоимости хранения. Обновление платформы StorONE Enterprise Storage Platform, ставшее доступным сегодня, позволяет обойтись единой СХД, не вкладываясь в организацию отдельного HDD-хранилища. При этом оно не требует дополнительных затрат на лицензирование, будучи полностью бесплатным для клиентов StorONE.

Высокоплотные дисковые полки содержат многие десятки HDD. Источник: Seagate

Такое стало возможным благодаря поддержке спецификаций NVMe 2.0, включающих поддержку не только SSD, но и различных карт памяти, ускорителей и классических жёстких дисков. HDD Seagate с «родной» поддержкой NVMe должны появиться в середине 2024 года, но с помощью технологий StorONE воспользоваться всеми преимуществами NVMe-oF в гибридных средах хранения можно уже сейчас.

Иерархия слоёв хранения в платформе StorONE ESP формируется автоматически, когда менее востребованные данные отправляются в ту часть СХД, где установлены HDD. Это абсолютно прозрачный процесс для клиентов хранилища, поскольку работает оно с использованием стандартных протоколов — не только NVMe-oF, но и iSCSI, Fibre Channel, NFS, SMB и S3.

Стандарт NVMe 2.0 подружил HDD и SSD. Источник: Open Compute Project

Таким образом, подход StorONE позволит не только сэкономить средства за счёт отказа от перевода СХД полностью на твердотельные накопители, но и избежать затрат на аппаратную модернизацию уже имеющихся систем хранения данных, работающих на платформе данного разработчика. На 28 июня StorONE запланировала вебинар The NVMe-oF Readiness Workshop, где можно будет подробно узнать о применении классических механических жёстких дисков в инфраструктуре NVMe-oF.

Согласно недавно опубликованному прогнозу Gartner по мировому рынку жёстких дисков и твердотельных накопителей, с которым ознакомился аналитик Wells Fargo Аарон Рейкерс (Aaron Rakers), в 2026 году на твердотельные накопители придётся 32 % ёмкости отгруженных HDD/SSD — около 1400 Эбайт. Для жёстких дисков этот показатель составит около 3200 Эбайт, причём порядка 95 % отгруженных HDD будет приходиться на Nearline-накопители LFF.

А SSD обойдут все прочие категории, включая накопители для ноутбуков и настольных ПК, внешние диски и серверные SFF-накопители 10K. В течение прогнозируемого периода ожидается значительный рост отгрузок SSD корпоративного класса с показателем CAGR (совокупный среднегодовой темп роста) в пределах 37 %. Доля в суммарной ёмкости всех поставленных накопителей, как уже отмечалось выше, вырастет с 20 % в 2021 году до 32 % в 2026 году.

Поставки жёстких дисков в ёмкостном выражении, как ожидают аналитики Gartner, будут расти с 2022 по 2026 год со среднегодовым темпом роста 16 %. За этот же период поставки жёстких дисков в целом будут снижаться на 15 % в год. Это связано с тем, что поставки накопителей для потребительских устройств и дисков класса mission-critical сократятся больше, чем вырастут поставки Nearline-дисков и накопителей класса business-critical. Для двух последних категорий Gartner прогнозирует 16-% среднегодовой темп роста для Nearline-дисков и критически важных для бизнеса.

Ёмкость Nearline-накопителей будет расти с показателем 22 % (CAGR), достигнув в 2026 году 96 % от общей ёмкости всех поставленных HDD, что на четверть с лишним выше показателя 2021 года. Gartner ожидает, что структура поставок накопителей изменится по мере роста поставок жёстких дисков большой ёмкости и снижения отгрузки других накопителей. При этом средние цены продажи (ASP) вырастут с $91,42 в 2021 году до $196,85 в 2026 году (+115 %).

Несмотря на это выручка поставщиков жёстких дисков будет падать ежегодно на 1 % (CAGR) в течение прогнозируемого периода, в отличие от 8 % роста (CAGR) у SSD. Если аналитики Gartner правы, в прогнозируемом периоде ожидается обострение конкуренции между поставщиками жёстких дисков — Seagate, Toshiba и Western Digital, которые пытаются компенсировать замедление роста выручки увеличением доли рынка.

Western Digital объявила о старте рассылки образцов CMR-дисков Ultrastar DC HC570 ёмкостью 22 Тбайт и SMR-дисков Ultrastar DC HC670 UltraSMR ёмкостью 26 Тбайт отдельным гиперскейлерам. Обе новинки используют платформу HelioSeal с OptiNAND и трёхступенчатым приводом (triple-stage actuator, TSA), и имеют 10 пластин.

В CMR-накопителях Ultrastar DC HC570 каждая пластина имеет ёмкость 2,2 Тбайт и используется перпендикулярная запись с энергетической поддержкой (ePMR). У пластины SMR-накопителей Ultrastar DC HC670 ёмкость 2,6 Тбайт благодаря использованию технологии UltraSMR. Сочетание OptiNAND, новой прошивки, аппаратных улучшений и UltraSMR позволило задействовать усовершенствованный алгоритм исправления ошибок при кодировании больших блоков, что дало возможность увеличить плотность размещения дорожек (TPI) и повысить ёмкость накопителя.

Источник изображения: storagereview.com

Также отмечается поддержка функции защиты данных кеша записи ArmorCache, которая с помощью OptiNAND позволяет добиться как высокой скорости записи (как при активации кеша в обычных HDD), так и гарантированной защиты данных (при отключении кеша), что повышает отказоустойчивость накопителей в случае аварийного отключения питания (EPO). ArmorCache избавляет от необходимости периодической отправки команд на сброс данных на накопитель.

Источник изображения: Western Digital

Сообщается, что 22-Тбайт CMR-накопители будут доступны уже этим летом. В частности, компания будет поставлять жёсткие диски WD Purple Pro ёмкостью 22 Тбайт для видеонаблюдения, жёсткие диски WD Red Pro для NAS и накопители WD Gold для системных интеграторов и реселлеров, обслуживающих предприятия и малый и средний бизнес. А вот 26-Тбайт SMR-накопители Ultrastar DC HC670 UltraSMR достанутся только избранным гиперскейлерам.

Согласно данным исследовательского центра Trendfocus, в I квартале 2022 года отгрузка жёстких дисков составила в диапазоне от 53,0 млн до 55,2 млн штук — около 54,1 млн, если брать средний показатель, что на 16 % меньше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года.

По оценкам Trendfocus, в отчётном квартале было отгружено от 17,5 до 18 млн Nearline-дисков — в среднем 17,75 млн единиц, в то время как год назад этот показатель за квартал был равен 16,5 млн единиц, а в предыдущем квартале — 18 млн единиц (IV квартал 2021 года) и 19,75 млн штук в III квартале 2021 г. За последние два квартала число отгруженных Nearline-дисков сократилось.

Фото: Pixabay/Gray_Rhee

По оценкам аналитика Wells Fargo Аарона Рэйкерса (Aaron Rakers), доход от поставок Nearline-дисков за квартал превысил $3,5 млрд, что на 12 % больше, чем в прошлом году. При этом отгрузка жёстких дисков категории Mission-critical составила менее 2,9 млн штук, сократившись почти на 20 % по сравнению с предыдущим кварталом.

Продажи 2,5-дюймовых жёстких дисков для мобильных устройств и бытовой электроники (CE) составили менее 16 млн единиц, что означает снижение более чем на 15 % по сравнению с предыдущим кварталом. Отгрузка 3,5-дюймовых жёстких дисков для потребительских устройств составила около 18 млн единиц, что на 10 % меньше, чем в предыдущем квартале.

По оценкам TrendFocus, компания Western Digital увеличила свою долю в поставках жёстких дисков на 200 базисных пунктов по сравнению с предыдущим кварталом, то есть на 2 % (до примерно 37 %). Доля Toshiba снизилась на те же 2 %, то есть до примерно 19 %. Seagate осталась на прежнем уровне с долей около 44 %. Рэйкерс считает, что рост доли WD связан с увеличением поставок жёстких дисков.

Seagate представила флагманский жёсткий диск в семействе SkyHawk AI: устройство имеет ёмкость 20 Тбайт, а стоить будет порядка $530. Новинка может применяться в видеосистемах корпоративного класса, содержащих до 64 камер высокой чёткости. Кроме того, накопитель подходит для анализа материалов с использованием искусственного интеллекта (ИИ).

Изделие выполнено в LFF-формате с размерами 26,11 × 101,85 × 146,99 мм. Вес составляет приблизительно 680 г. Применена традиционная технология магнитной записи (CMR). Жёсткий диск рассчитан на круглосуточную работу и нагрузки до 550 Тбайт в год. Благодаря микропрограмме ImagePerfect AI накопитель обеспечивает высокую надёжность и запись без пропущенных кадров.

Источник изображений: Seagate

Поддерживается до 32 дополнительных потоков ИИ-обработки видео. Программное обеспечение SkyHawk Health Management (SHM) позволяет повысить общий уровень производительности. Вместе с устройством предоставляется трёхлетняя подписка на службы восстановления данных Rescue Data Recovery Services. Показатель MTBF достигает 2 млн часов.

Toshiba America Electronic Components объявила о рекордной отгрузке в IV квартале 2021 года жёстких дисков класса Nearline — 2,89 млн шт. Это на 80 % больше, чем в аналогичном квартале 2020 года, и на 4 % больше предыдущего рекорда за квартал, установленного ранее в этом году. Ёмкость отгруженных Nearline-накопителей составила 33,81 эксабайта, увеличившись более чем на 94 % по сравнению с прошлым годом.

Поставки HDD в 2021 году (Источник: StorageNewsletter/TrendFocus)

Toshiba была единственным из трёх крупнейших производителей дисковых накопителей, кто увеличили объёмы поставок в штучном и ёмкостном выражении в 2021 году. При этом её рост был выше, Мировые поставки жёстких дисков снижались в течение нескольких лет по мере того, как в ноутбуках и ПК стали преобладать SSD. Тем не менее, сегмент Nearline-накопителей (LFF, 7200RPM) растёт в ёмкостном выражении, причём настолько быстро, что суммарный объём поставляемых накопителей продолжает расти, хотя количество падает.

Источник: Blocks & Files/TrendFocus

Всего за 2021 год Toshiba отгрузила 54,68 млн накопителей общим объёмом 187,24 экзабайта. Согласно отчёту TrendForce, у Toshiba прироста объёма поставок в количественном и ёмкостном выражении был больше, чем в среднем по рынку. Наилучшую динамику показали решения для корпоративных систем и центров обработки данных (серия MG), накопителям для критически важных задач (SFF, 10000RPM; серия AL) и накопителям серии DT (для видеонаблюдения).

Поставки HDD в шт. (Источник: StorageNewsletter/TrendFocus)

Это означает, что конкуренты Seagate и Western Digital вместе потеряли долю в этих секторах рынка. Согласно отчёту Trendfocus, по итогам 2021 года доля Toshiba в количественном выражении составляла около 21 %, Western Digital — около 36 %, а Seagate — около 43 %. Всего за 2021 год было поставлено 259 млн HDD (роста не было) ёмкостью 1,3 зеттабайт (+31 % год к году). Всего же с 1976 года было поставлено 1 млрд HDD, однако с 2010 года поставки в количественном выражении непрерывно падают.

Технология SMR или «черепичной записи», при которой запись на пластинах жёсткого диска идёт с перехлёстом, позволяет добиться большей плотности размещения данных и увеличения итоговой ёмкости накопителя. Однако даже при небольшом изменении информации вся зона перехлёста должна быть считана и заново перезаписана, что делает SMR-накопители весьма неторопливыми на операциях записи и, что особенно неприятно, непредсказуемыми в плане латентности.

Компания Kalista.IO давно исследует возможность исправить этот недостаток — плодом её сотрудничества с Western Digital стало создание комплекса ПО Olympus. Двумя его основными компонентами стали модули Phalanx и Abacus. Как показали проведённые тесты, показатели IOPS выросли почти на 60% при на порядок более высокой стабильности отклика. А теперь Phalanx стал доступен в виде отдельного ПО для массивов типа JBOD, передаёт Blocks & Files.

В таком варианте реализация идей Kalista предельно проста: чтение происходит со всех дисков массива, но запись осуществляется только порциями на следующий диск в группе, так что первому диску не приходится постоянно выполнять перезапись SMR-блоков. При запросе на удаление данные только помечаются как удалённые. И по мере того, как фрагментация нарастает, ПО само переносит блоки данных на доступное пространство, после чего фрагментированный HDD помечается как пустой и вновь вносится в пул доступных для записи накопителей. Затем цикл с последовательным заполнением HDD повторяется.

Такой подход позволяет массиву на базе SMR-дисков выступать не хуже собрата, состоящего из CMR-накопителей, а в некоторых случаях система под управлением Phalanx работает даже несколько быстрее. Кроме того, исчезает т.н. «хвост латентности», свойственный обычным SMR-массивам, в которых часть дисков постоянно занята перезаписью больших блоков данных. Phalanx работает на стороне хост-системы, причём абсолютно прозрачно для ОС, приложений и всех вариантов хранилищ: файловых, блочных и объектных. Разные типы представления данных могут сосущестовать в составе одного массива Phalanx.

Согласно предварительным данным исследовательского центра Trendfocus, в IV квартале 2021 года было отгружено около 64 млн жёстких дисков, что на 9 % меньше, чем за аналогичный период 2020 года. В том числе было отгружено около 18,5 млн Nearline-дисков (LFF большой ёмкости) — на 38 % больше, чем год назад, когда поставки составили 13,39 млн.

Это меньше, чем было реализовано в III квартале, однако аналитик Wells Fargo Аарон Рейкерс (Aaron Rakers) считает, что это связано не с общим замедлением рынка, а с проблемами в цепочке поставок из-за отгрузок гиперскейлерам, и некоторым снижением спроса в Китае. Любопытно, что рынок 10K-накопителей SFF также показал небольшой рост.

По оценкам Рейкерса, суммарная ёмкость Nearline-дисков, отгружённых в этом квартале, составляет в пределах от 235 до 240 Эбайт, что на 60 % больше по сравнению с прошлым годом. Это произошло в основном благодаря увеличению средней ёмкости — в 2021 году начались массовые поставки дисков объёмом 16 и 18 Тбайт.

Аналитик утверждает, что существенных изменений в доле рынка поставщиков не произошло. Seagate поставила от 27,2 до 27,7 млн дисков за квартал, что обеспечило ей почти 43-процентную долю рынка. За ней следует Western Digital с отгрузкой от 23,5 до 24 млн дисков и долей почти 37 %. У Toshiba — 20-процентная доля при поставке от 12,7 до 13 млн дисков.

Хотя классические жёсткие диски уже уступают по параметру максимальной ёмкости современным серверным SSD, прогресс есть и в этой сфере. Компания Seagate анонсировала новые HDD, успешно взяв планку 20 Тбайт с новыми моделями Exos X20 и IronWolf Pro. Эти жёсткие диски должны стать соперниками Western Digital Gold и Ultrastar HC560 аналогичной ёмкости, будучи заметно дешевле последних.

Модель Exos X20 представляет интерес для СХД. Она будет доступна в двух версиях, с интерфейсами SAS-3 и SATA-3. Есть поддержка секторов 4Kn/512e и шифрования (SED). А вот IronWolf Pro ориентированы на NAS и получат только SATA-3 и поддержку 512e-секторов. Обе модели используют классическую технологию записи CMR (без EAMR) и заполнены гелием. В остальном характеристики новинок очень схожи. Например, обе развивают линейную скорость до 285 Мбайт/с.

Однако Exos X20 имеет больший гарантированный срок службы — 2,5 млн против 1,2 млн часов у IronWolf Pro 20TB — и больший ресурс годовой нагрузки: 550 против 300 Тбайт. Также IronWolf чуть громче в работе, 32 против 20 дБА в режиме активного поиска, но это всё равно меньше, чем 36 дБА у дисков WD. Предельное энергопотребление у новых HDD Seagate составляет 9,4 Вт, хотя WD добилась 7 Вт в аналогичных моделях. Правда, и объём кеша у новинок Seagate вдвое меньше — 256 Мбайт против 512 Мбайт.

Зато новинки Seagate могут оказаться более привлекательными из-за более низкой рекомендованной. За Exos X20 компания просит $670, а за IronWolf Pro 20TB и вовсе $650. У конкурента цены составляют $680 за «золотой» вариант и целых $700 за Ultrastar HC560. Гарантийный срок у Exos X20 и IronWolf Pro 20TB составляет 5 лет, а последний покрывается ещё и трёхлетним сервисом гарантийного восстановления данных (Data Recovery Services).

Western Digital анонсировала выход 3,5" жёстких дисков Ultrastar DC HC560 и WD Gold с технологией OptiNAND. Новинки имеют девять пластин большой ёмкости (2,2 Тбайт на пластину) и используют CMR-запись с EAMR. Также в них используются новые актуаторы, а модели ёмкостью от 12 Тбайт и выше заполнены гелием (HelioSeal). Обе новинки имеют интерфейс SATA-3.

Источник изображения: Western Digital

Ultrastar DC HC560 является первым жёстким диском ёмкостью 20 Тбайт с поддержкой технологии OptiNAND. Он создан для использования в ЦОД облачных провайдеров и гиперскейлеров, где требуется повышенная надёжность, а также для формирования распределённых ФС, крупных хранилищ и масштабируемых СХД высокой плотности. Есть поддержка секторов 4Kn/512e, объём кеша составляет 512 Мбайт, опционально доступно шифрование (SED). Заявленный уровень MTBF составляет 2,5 млн часов, а энергопотребления — до 7 Вт. Ожидаемый уровень нагрузки — 550 Тбайт/год. Гарантия — 5 лет.

Источник изображения: Western Digital

Жёсткие диски WD Gold имеют, в целом, те же характеристики (кроме поддержки 4Kn и SED), что и Ultrastar DC HC560, но доступны в версиях ёмкостью от 1 до 20 Тбайт. Они в большей степени ориентированы на корпоративный сектор. Однако в отличие от первых, цены на WD Gold уже известны. За самую ёмкую 20-Тбайт версию просят $680 (без учёта налогов), а самая маленькая (1 Тбайт, кеш 128 Мбайт) стоит $84.

Seagate уже анонсировала массовый выпуск 20-Тбайт накопителей в сериях Seagate EXOS и IronWolf Pro. Toshiba, как ожидается, скоро тоже выпустит модели, аналогичные новым решениям Western Digital.