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关于闪存的争论在QLC ssd和hdd之间升温

QLC闪存正在对旋转磁盘施加压力,以实现大规模存储和存档用例,但业内专家预测,hdd将继续存在数年,甚至数十年。

使用高密度QLC NAND的固态硬盘正在成为旋转磁盘的一个有趣的替代选择,因为它们可以降低成本,而闪存的每个单元存储的比特数更少。

纯存储(Pure Storage)和海量数据(Vast Data)——这两家厂商使用quad-level细胞(QLC)在上周的闪存峰会上的一个小组讨论中,甚至明确预测QLC ssd将取代硬盘驱动器(hdd)。

但大多数存储专家都认为,就像古老的磁带媒体一样,廉价的hdd不会很快消失——尤其是在一些世界上最大的存储用户仍然依赖它们来降低成本的情况下。

例如,洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)使用hdd存储近300pb的酷数据,这些数据无法从闪存驱动器提供的更高IOPS中受益。LANL高性能计算部门负责人Gary Grider表示,他认为QLC固态硬盘不会取代实验室的磁盘。

SSD成本差

Grider说:“每个生产能力的成本仍有4倍的差距。”磁盘可以产生合理的带宽每美元,如果使用大规模并行几十年来,我们一直在这样做。因此,对于只需要带宽而不需要延迟的应用程序来说,磁盘是答案——我们认为这将持续数年。”

hdd, ssd和LTO磁带的年总运力
hdd, ssd和LTO磁带的年总运力

Grider表示,LANL使用hdd进行备份、归档、传输和分段应用,以及对冷数据进行缓慢脱机索引。他估计,该实验室还在磁带上存储了约500pb的冷数据,在ssd上存储了6pb的最近生成的数据。

“闪存的增长速度比磁盘快,而磁盘的增长速度又比磁带快,”Grider说。尽管LANL没有太多的QLC闪存,Grider表示,他预计实验室的QLC SSD数字将“很快”改变。

像所有NAND闪存一样,QLC技术可以加速通过机械硬盘存取数据,这种硬盘占了世界上大部分的运输存储容量。但要实现QLC的成本效益,存储制造商必须克服许多技术挑战,包括其较低的持久性,性能和吞吐量相比单级、多级和三级电池每个单元分别存储1位、2位和3位。

NAND闪存按技术类型的出货量
NAND闪存按技术类型的出货量

应对QLC挑战

例如,Pure Storage,建立专有的DirectFlash模块直接连接原始的QLC闪存通过NVMe直接到其存储系统,方便数据放置,更高的吞吐量和更低的延迟所需的FlashArray / / C处理面向性能和容量的工作负载。Pure的全球系统工程副总裁Shawn Rosemarin在闪存峰会的小组讨论中表示,延迟将是用户用QLC闪存替换hdd的首要原因。

旋转盘在下降曲线上,它只存在于最低值的数据。
肖恩RosemarinPure Storage全球系统工程副总裁

“这是毫无疑问的。旋转圆盘是在下降的曲线上,它只存在于最低值的数据,”Rosemarin说。

Rosemarin说一些供应商前端有TLC闪光的QLC,内存存储类或DRAM来解决缓存和性能问题,但它们面临着可扩展性问题和破坏高密度闪存技术带来的成本优势的风险。

“我们必须推出一个全新的架构与flashharray //C优化和运行QLC,”Rosemarin说。“否则,你很快就会陷入一种境地,你会告诉客户,使用QLC没有意义,因为(这种)架构无法以低成本效率完成。”

海量数据的通用存储使用英特尔Optane ssd它建立在更快、更昂贵的3D XPoint技术之上,以缓冲写入、存储元数据并提高延迟和持久性。但这家初创公司的联合创始人兼首席营销官杰夫·登沃斯(Jeff Denworth)表示,对于新手来说,该系统比其他替代方案更长寿,数据减少代码更省成本。

“我们一直在问客户,‘如果你有选择,如果不只是成本问题,你会购买基于硬盘的系统吗?’”从来没有一个顾客说,‘是的,给我旋转铁锈,’”登沃斯说。

高密度NAND闪存芯片技术并不是唯一可以帮助降低QLC闪存成本的创新。美光存储业务部门副总裁罗杰·皮内(Roger Peene)重点介绍了该公司最新的176层3D NAND,该产品也可以提高密度并降低成本。在驱动层面上,QLC也可以从新技术中获益,比如分区名称空间, Peene说。

保持hdd竞争

但英菲尼达特的首席技术官肯·斯坦哈特(Ken Steinhardt)认为,用户不关心他们使用的是哪种技术,只要它能满足他们在价格、容量、性能、可靠性、稳定性或他们设定的任何标准方面的业务需求。Steinhardt看到了QLC的光明未来,后续的五级单元(PLC)闪存,存储级存储器,DRAM和hdd。他指出了创新的努力使旋转磁盘具有竞争力,包括木瓦、热辅助和微波辅助磁记录以及双驱动器HDD技术。

Infinidat采用了一种与技术无关的方法,使用闪存和更快的DRAM来缓存数据,并使用传统的hdd在后端持久存储数据。Steinhardt指出,虽然QLC固态硬盘的成本可能已经超过了传统的15,000 RPM和10,000 RPM hdd,但Gartner最近的一项预测显示,每gb的价格之间存在差异nearline企业hdd而服务器级ssd大约是9x。

“而且,奇怪的是,他们预测到2024年,(至少)仍将是9倍,所以对我来说,问题不是QLC或硬盘,”斯坦哈特说。“我相信会有适合两者的地方。”

Thomas Isakovich说,他是Nimbus Data的首席执行官,该公司的存储产品包括全闪存阵列平台和64tb QLC SSD他说,超级标售者“会因为一美分的分数而发狂”,所以这不会是一场“赢者通吃”的游戏。他说,数据缩减技术——“据说是降低闪存成本的大救星”——在非结构化内容和媒体等新兴数据类型上表现不佳。另外,NAND闪存的供应不足以存储世界上所有的数据。

“这有点像人们说,‘嘿,整个国家需要使用太阳能和风能。’用太阳能和风能给这个国家供电是不可能的。

Trendfocus副总裁唐·珍妮特(Don Jeanette)说NAND闪存制造商第三季度生产了8艾字节的QLC闪存,而近线hdd的产量约为150艾字节。

Jeanette说:“考虑一下需要什么样的QLC斜坡来取代近线hdd的存储容量。”

hdd的长尾

大多数存储专家一致认为hdd可以有一条长尾巴.Pure Storage公司的Rosemarin预测,从QLC闪存到磁盘的交叉将在三年内实现。IDC预测,至少到2025年,QLC固态硬盘不会取代hdd。伊萨科维奇预测hdd至少会存在十年,如果不是二十年的话。

Coughlin Associates总裁Tom Coughlin表示,QLC固态硬盘将对客户存储产生最大的影响新增容量存储层在企业和超大规模级别上,因为基于性能的应用程序继续从hdd转移到flash。

Dragon Slayer Consulting总裁Marc Staimer表示:"就像廉价hdd没有淘汰磁带一样,廉价的QLC可能也不会淘汰hdd。"“目前,QLC固态硬盘的成本/性能优于hdd。但是,如果性能对用例来说不是问题,那么hdd是更好的选择。当QLC的价格与hdd相当时,就很少有用户青睐hdd了。”

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