Секция докладов о различных аспектах хранения данных в рамках прошедшего OCP Virtual Summit 2020 была, конечно, посвящена по большей части SSD и связанным технологиям. Но было и несколько выступлений о будущем жёстких дисков, от которых индустрия отказаться пока не может. 

Собственно говоря, самая интересная тема вынесена в заголовок — речь действительно о том, чтобы, наконец, всем сорганизоваться и создать HDD с интерфейсом PCI Express и поддержкой протокола NVMe. И такие гибриды могут оказаться ближе, чем думается, к воплощению в «железе».

Идея подобных устройств не нова и о ней вспоминали неоднократно после массового распространения стандарта NVMe, которому скоро исполнится 10 лет. По словам представителя Microsoft Azure, основная и, по большому счёту, единственная цель всей этой затеи — полная унификация методов доступа к накопителям с программной точки зрения, на уровне драйверов и протокола.

Переход HDD на NVMe избавит и от необходимости трансляции протоколов, и от самих контроллеров с экспандерами, нужных для обслуживания большого числа накопителей. С другой стороны, вместо экспандеров могут понадобиться PCIe-свитчи. Даже для самого быстрого жёсткого диска возможностей одной линии PCI Express 3.0 более чем достаточно. Для двухпортовых, так и быть, будет выделено две линии. Да, сейчас уже есть CPU с большим количеством PCIe, но их root-комплексы не готовы столь мелко «нарезать» линии.

Общая шина для всех современных устройств позволяет общаться им без прямого участия процессора, что может быть полезно в рамках концепции computational storage, которая предполагает перенос вычислений поближе к месту хранения данных, или, к примеру, для организации RDMA. Эксперименты в этих областях уже давно проводятся в том или ином виде: на днях мы писали про Samsung E-SSD с Ethernet-контроллером и поддержкой NVMe-oF, а ранее рассказывали о SmartSSD PM983F с FPGA на борту.

С приходом NVMe многоактуаторные жёсткие диски станут востребованными, а SMR, к примеру, хорошо подойдёт для зонирования. Однако безболезненным процесс унификации не будет. Seagate уже давно прорабатывает эту тему — доклад на нынешнем саммите является развитием прошлогодней презентации. Компания изучает возможные форм-факторы будущих NVMe HDD, но универсального решения нет — и у U.2, и у U.3, как у наиболее очевидных кандидатов, есть свои плюсы и минусы.

И, похоже, столь желанной стопроцентной совместимости с текущими СХД не добиться никак. Тем не менее, Seagate верит, что в дальней перспективе унификация на базе NVMe произойдёт — и гиперскейлеры, и корпоративные заказчики будут использовать одинаковый формат накопителей.

Когда появятся NVMe HDD? Представитель Azure полагает, что в течение 4-5 лет, а к концу десятилетия они могут стать массовыми. Seagate же говорит (но не обещает), что если будет интерес со стороны клиентов, то прототипы будут готовы уже в следующем году, а реальными такие диски могли бы стать в течение пары лет. Но все сходятся во мнении, что объединяться и действовать надо уже сейчас.

Форм-факторы EDSFF E3

В ближайших планах стоит запрос к комитету NVM Express на формирование подгруппы. Правда, есть шанс, что в далёкой перспективе HDD всё же не смогут удержать низкую цену за терабайт и тогда вся эта инициатива окажется не нужна.

По данным отраслевого обзора TrendFocus за первый квартал 2020, продажи корпоративных твердотельных накопителей растут, однако если посмотреть на стоимость за Тбайт, то Nearline-диски всё ещё в 10 раз дешевле SSD. Это является основной причиной того, что от HDD до сих пор не отказываются.

Объем квартальных отгрузок корпоративных твердотельных накопителей составил 12,7 млн. При этом их общая емкость составила 20 экзабайт, что на 134% больше, чем год назад. Аналогичный показатель для HDD вырос на 94% за год. Тем не менее, в пересчёте на ёмкость разница остаётся почти девятикратной.

Приведенный выше график аналитика Wells Fargo Аарона Рэйкерса показывает, что объем поставляемых корпоративных жестких дисков растет более быстрыми темпами в сравнении с SSD, начиная с 2012 года. Рост резко ускорился в 2019 году, но все равно объем поставок корпоративных SSD рос медленнее, чем HDD.

Другая диаграмма от Рэйкерса демонстрирует соотношение в цене терабайта между корпоративными твердотельными и традиционными дисковыми накопителями. Этот показатель быстро снижался до 2013 года, но с 2014 года падение замедляется до практически ровного плато с 2019 года. Хорошо видно, что в 2019 и первом квартале 2020 года 1 Тбайт на твердотельном накопителе обходится в 10 раз дороже, чем в случае HDD.

В ближайшее время на рынке появятся 3D NAND нового поколения с увеличенным количеством слоев и HAMR/MAMR. Эти две технологии увеличат емкость накопителей при той же стоимости и соотношение по цене между твердотельными и дисковыми накопителями сохранится на том же уровне.

Если же сравнивать по цене за терабайт твердотельные накопители с дисками 2,5" SAS10K, то первые будут дороже всего в 2,2 раза. Это во многом объясняет, почему all-flash массивы вытесняют дисковые в корпоративном сегменте.

Исследование TrendFocus показывает, что на категорию корпоративных твердотельных накопителей с интерфейсом PCIe/NVMe приходилось чуть больше 11 Эбайт емкости, что составляет примерно 55% от общей емкости — продажи этих накопителей выросли почти в 3 раза за последний год.

Уже анонсированы твердотельные накопители с интерфейсом PCIe 4.0, которые обладают вдвое большей скоростью в сравнении с PCIe 3.0. Это поможет сделать NVMe более востребованным в критичных задачах. Более быстрый интерфейс PCIe может сделать QLC SSD более привлекательными для СХД начального уровня, что определенно внушает оптимизм, однако HDD тоже не стоят на месте, поэтому ожидать их исчезновения в обозримом будущем точно не стоит. 

В прошлом году Аарона Рэйкерс выразил мнение, что твердотельные диски станут привлекательнее nearline-накопителей, когда цена первых упадёт в 5 раза или когда они станут попросту дешевле HDD.

Исследование Trendfocus, говорит о том, что спрос на Nearline-диски в первом квартале резко вырос, несмотря на падение глобального HDD-рынка в целом. Такая картина объясняется тем, что владельцы облачных платформ и систем хранения данных корпоративного уровня наращивают мощности и обновляют существующую инфраструктуру.

В первом квартале текущего года, по оценкам, в глобальном масштабе было реализовано от 66,5 млн до 68,1 млн жёстких дисков разных типов (среднее значение — 67,3 млн). Это соответствует падению на 13 % по сравнению с первой четвертью 2019-го.

В тройку крупнейших поставщиков входят компании Seagate, Western Digital и Toshiba с долями приблизительно 42 %, 37 % и 21 % соответственно.

В сегменте 3,5-дюймовых Nearline-дисков большой ёмкости отмечен рост поставок на 43 %: иными словами, отгрузки увеличились практически в полтора раза. За три месяца было реализовано 15,7 млн устройств. Доля таких дисков составила 23,3 % в общем объёме поставок HDD.

Суммарная вместимость отгруженных за квартал Nearline-дисков составила около 150 Экзабайт — плюс 65 % по сравнению с первой четвертью 2019-го. При этом на Nearline-устройства пришлось 55 % от общего размера выручки на HDD-рынке.

В течение прошлого квартала было отгружено примерно 24 млн мобильных 2,5-дюймовых жёстких дисков: падение в годовом исчислении превысило 45 %. Поставки 3,5-дюймовых «настольных» дисков оказались на уровне 23 млн единиц — минус 20 %. 

Несмотря на то, что уже давно наметилась тенденция замены HDD на SSD практически во всех сферах потребительской и корпоративной техники, за исключением ЦОД и облаков, куда и «перетекают» данные, путь твердотельных накопителей оказался не таким уж лёгким. 

Как сообщает Blocks&Files, по данным TrendForce, в четвёртом квартале 2019 года доля SSD в объёме поставок корпоративных средств хранения сократилась. Общая ёмкость отгруженных SSD составила 10,4 % от суммарной ёмкости отгруженных корпоративных систем хранения, в то время как год назад этот показатель был равен 12 %.

Facebook

Общая ёмкость всех отгруженных корпоративных HDD и SSD составила 169,79 Эбайт. На SSD пришлось 16,69 Эбайт и около 10,3 млн штук, то есть прирост  за год составил 60% для ёмкости и +43% в количественном выражении. О бъём жёстких дисков увеличился на 83 % по сравнению с аналогичным периодом прошлого года и составил 144,1 Эбайт. 

Удивляет тут не только рост HDD, а распределение. На высокоскоростные 2,5" модели, которые по идее и должны быть вытеснены SSD, пришлось 5,93 Эбайт — вместо падения они показали рост на 4%. Ёмкость nearline-накопителей составила 138,2 Эбайт — прирост год к году составил впечатляющие 89%.

Ранее мы уже сообщали, что в рамках новой стратегии на рынке корпоративных HDD Toshiba планирует расширить ассортимент накопителей для систем видеонаблюдения. Сегодня же компания представила новую серию жестких дисков DT02-V форм-фактора 3,5 дюйма для систем DVR/NVR.

Для дисков серии DT02-V, идущим на смену семейству MD04ABA-V образца 2014 года, характерно использование последних технологий Toshiba для достижения максимальной плотности записи и скорость вращения шпинделя 5400 об/мин. Новые накопители будут выпускаться в версиях ёмкостью от 2 до 6 Тбайт.

Серия DT02-V отличается возможностью  одновременнойзаписи до 32 потоков видео с камер высокого разрешения в системах наблюдения DVR/NVR с корзинами ёмкостью до восьми жестких дисков.

Накопители серии DT02-V рассчитаны работу в режиме 24/7 при температуре до +40° C и с нагрузкой до 600 тысяч циклов / 180 Тбайт в год. Накопители оснащены интерфейсом SATA 6 Гбит/с, кэш-памятью 128 Мбайт. Заявленная наработка на отказ (MTTF) заявлена на уровне 1 млн часов.

Образцы накопителей Toshiba DT02-V ёмкостью 4 Тбайт доступны уже сегодня. Вариант ёмкостью 6 Тбайт будет представлен в январе 2020 года, версия на 2 Тбайт будет доступна с марта 2020 года.

Toshiba обнародовала стратегию работы на рынке накопителей. Компания намерена догнать конкурентов в части хранения корпоративных неструктурированных и nearline-данных.

Toshiba производит 2,5-дюймовые жёсткие диски для потребителей и 3,5-дюймовые решения корпоративного класса. В первом сегменте компания лидирует, а во втором — уступает Seagate и Western Digital, отмечает издание Blocks and Files.

Как сообщил генеральный директор Toshiba Electronic Device and Storage Corporation Хироши Фукучи (Hiroshi Fukuchi) на встрече с инвесторами в ноябре, продажи HDD операторам гипермасштабируемых дата-центров начали расти в первом квартале 2019 года. Ожидается восстановление этого рынка во второй половине финансового года (завершится в конце марта 2020-го календарного) благодаря инвестициям американских операторов в 5G-сети и новые сервисы.

В 2018 и 2019 финансовых годах Toshiba заработала на продаже жёстких дисков 578 млрд иен ($5,31 млрд) и 480 млрд иен ($4,41 млрд) соответственно. По итогам 2021 фингода компания ожидает выручку на уровне 570 млрд иен ($5,23 млрд), а в 2023-м — 650 млрд ($6,05 млрд).

Toshiba стремится увеличить свою долю на корпоративном рынке путём разработки nearline-накопителей  высокой ёмкости — от 20 Тбайт. Пока на такой класс оборудования приходится менее 10 % поставок корпоративных накопителей. Компания рассчитывает увеличить этот показатель не менее чем до 50 %. Кроме того, компания планирует увеличить число моделей накопителей для систем видеонаблюдения, а также для средних и малых ЦОД. 

Жёсткие диски Western Digital серии Red весьма популярны и часто применяются для создания различных систем хранения данных, поскольку отличаются надёжностью и специальными оптимизациями для работы в массивах.

До недавних пор объём в серии был ограничен значением 12 Тбайт, но теперь, похоже, WD выпустила и модели объёмом 14 Тбайт, что наверняка порадует поклонников серии.

Модельные номера новинок ‒ WD140EFFX и WD141KFGX, первая из них относится к классическим WD Red, вторая к WD Red Pro. Отличаются они скоростью вращения шпинделя: 5400 и 7200 об/мин соответственно.

Производитель рекомендует использовать первый вариант в СХД с числом отсеков до 8, а второй ‒ для более ёмких систем, где их число может достигать 24. Обе модели имеют кеш объемом 256 Мбайт и подключаются к системе посредством интерфейса SATA 6 Гбит/с.

Срок наработки на отказ заявлен одинаковый, 1 миллион часов. Расчётная нагрузка указана на уровне 180 Тбайт в год у обычной версии и 300 Тбайт в год у «профессиональной», максимальная линейная скорость передачи данных составляет 196 и 240 Мбайт/с, соответственно. Срок гарантии у модели WD Red составляет 3 года, а у WD Red Pro — 5 лет.

Данных о доступности новинок на официальном веб-сайте WD ещё нет, но сертификация Евразийской Экономической Комиссии уже имеется, а значит, эти диски вскоре будут доступны для заказа.

Корпорация Toshiba расширила ассортимент жёстких дисков серии N300, анонсировав топовую модель вместимостью 16 Тбайт.

Накопители семейства N300 предназначены для сетевых устройств хранения данных (NAS). Эти диски отличаются более высокими показателями прочности и надёжности, нежели решения для ПК. Изделия N300 рассчитаны на эксплуатацию в круглосуточном режиме.

В накопителе вместимостью 16 Тбайт применяется гелиевая технология. При этом особая технология лазерной сварки гарантирует герметичность заполненной гелием камеры.

Новинка выполнена в 3,5-дюймовом форм-факторе; для подключения служит интерфейс Serial ATA 3.0 (6 Гбит/с). Скорость вращения шпинделя — 7200 оборотов в минуту. Среднее заявленное время безотказной работы достигает 1,2 млн часов.

Накопитель снабжён датчиками угловых колебаний, которые сводят к минимуму возможность возникновения и распространения вибрации в сетевых устройствах хранения с несколькими отсеками.

Диск может применяться не только в NAS-хранилищах, но и в RAID-массивах, серверах, частных облачных платформах и пр. Гарантия производителя — три года.

Продажи новинки начнутся в следующем квартале, цена пока не раскрывается. 

Компании будут предпочитать твердотельные накопители жёстким дискам, когда цена первых снизится в 5 раз или когда они будут попросту дешевле HDD. Такое мнение выразил аналитик Wells Fargo Аарон Рэйкерс (Aaron Rakers).

Он представил график с данными Wells Fargo, IDC и TrendFocus, на котором видно, что разница в ценах (в расчёте на 1 Тбайт) между корпоративными SSD и жёсткими дисками класса nearline во втором квартале 2019 года стала 9-кратной против 18-кратного показателя в четвёртой четверти 2017 года.

Оба вида накопителей дешевеют, но SSD делают это гораздо быстрее. Кроме того, в твердотельных решениях быстрее растёт ёмкость. Переход с технологии  TLC (3 бита на ячейку) на QLC (4 бита на ячейку) позволяет добиться 25-процентного прироста ёмкости, а решения на базе PLC (5 бит на ячейку) будут ещё более ёмкими. Увеличивается и количество слоёв в памяти 3D NAND: пока основными являются 64-слойные продукты, но постепенно рынок заполнят 96 и 128-слойные.

По словам Аарона Рэйкерса, в 2020 году у Seagate, Toshiba и Western Digital начнёт сокращаться объём бизнеса по выпуску Nearline-дисков. Seagate пока проявляет слабый интерес к флеш-накопителям, поэтому компания в большей степени может пострадать от распространения SSD в бизнес-сегменте. 

В сегменты высокопроизводительных накопителей SSD фактически уже победили. Seagate выпустила последнее поколение 15k-дисков в конце 2016 года, а Western Digital отказалась от планов по развитию HDD 10k и 15k в начале 2018 года. Кроме того, в корпоративных системах всё активнее применяется интерфейс NVMe, а не SAS. 

Компания Western Digital анонсировала жёсткий диск Ultrastar DC HC330, предназначенный для использования в центрах обработки данных и оборудовании корпоративного класса.

Представленный накопитель рассчитан на хранение 10 Тбайт информации. Конструкция новинки, как отмечается, не предполагает заполнение герметичной зоны гелием. При этом по сравнению с гелиевыми устройствами той же ёмкости уменьшено количество пластин и головок.

Диск Ultrastar DC HC330 выполнен в 3,5-дюймовом форм-факторе. Заказчики смогут выбирать между модификациями с интерфейсом SATA (6 Гбит/с) и SAS (12 Гбит/с).

Объём буфера равен 256 Мбайт. Заявленное время поиска в режимах чтения и записи составляет соответственно 8,0 мс и 8,6 мс.

Накопитель имеет габариты 101,6 × 147 × 26,1 мм и весит 750 г. Средняя наработка на отказ достигает 2 млн часов. На устройство предоставляется пятилетняя гарантия.

Поставки жёсткого диска Ultrastar DC HC330 начнутся в сентябре. О цене пока ничего не сообщается.