容量和價格是影響閃存存儲普及的最主要原因,隨著閃存技術的突破,未來閃存存儲將會成為主流,這是不爭的事實。但是,想要全面替代HDD,并不容易。
最近,TechSpot發布消息稱,SSD將于兩年內突破HDD的容量/價格“臨界點”。文章指出,Information Week的一份新報告,隨著3D NAND技術的發展,固態硬盤不僅容量會增加、其價格還會“直線下降”。固態硬盤(SSD)的容量將于2016年趕上機械硬盤(HDD)的水平,而首款30TB的SSD產品亦有望于2018年面世。
對于眾多企業來講,如果真像TechSpot預測的那樣,絕對是利好的消息。但筆者所關心的是,SSD真能于兩年之內替代HDD,恐怕沒有那么簡單!
在針對這一問題展開討論之前,先來看一下SSD的優勢以及最近在技術方面有哪些新的突破。
談到SSD的優勢,除了讀寫性能較HDD有了質的飛躍外,功耗、發熱量、體積等方面也有著很大的優勢,尤其在大型的數據中心,全面采用SSD能夠節省很多成本,如電力、散熱等。
在技術方面,最初的NAND Flash采用的是2D平面技術,雖然制造工藝已經達到了15nm的先進水平(未來甚至會將制造工藝提升至9nm),不過在其發展過程中已經遇到了嚴重的瓶頸——每個閃存儲存單元儲存的電子越來越少,抗磨損(每次寫入、擦除,需要高電壓,材料對電子控制能力隨之變弱)的冗余電子減少,嚴重影響閃存耐久。雖然隨著制造工藝的提升,2D NAND FLASH單位面積內可以存儲更多的電子,能夠帶來存儲容量的提升。但是,越先進的工藝,NAND的氧化層越薄,可靠性也越差,廠商就需要采取額外的手段來彌補,這會造成制造成本的提高,以致于達到某個點之后制程工藝已經無法帶來優勢了。相比之下,3D NAND就解決了這一問題。
何為3D NAND呢?顧名思義,就是閃存的立體堆疊技術。Intel此前曾用平房和樓房的例子比較直觀的介紹了3D NAND技術,非常容易理解。Intel表示,普通NAND是平房,那么3D NAND就是高樓大廈,建筑面積一下子就多起來了,理論上可以無線堆疊。由于閃存廠商不需要費勁心思去提高制程工藝了,轉而堆疊更多的層數就可以了,這樣一來3D NAND閃存的容量、性能、可靠性都有了保證了,比如東芝的15nm NAND容量密度為1.28Gb/mm2,三星32層堆棧的3D NAND可以輕松達到1.87Gb/mm2,48層堆棧的則可以達到2.8Gb/mm2。另外,在剛剛過去的7月份,東芝率先推出64層堆棧的3D NAND,這意味著,閃存的成本和容量將會進一步拉低,拉響了新一低3D NAND閃存進入存儲市場的號角。
雖然3D NAND讓閃存廠商看到了希望,但想要在兩年內取代HDD,絕非易事。
首先,3D NAND技術還處于起步階段,并不成熟。即使在未來兩年內,這項技術已經得到成熟的應用,但新產品在上市之初,價格也不會太便宜,不會引起企業的大面積采購。
其次,新產品取代老產品,必須獲得充分的應用驗證,保證足夠的可靠性、可用性和安全性,這需要一個較長的周期,特別在企業級市場。即使3D NAND閃存能夠盡快投入應用當中,其成熟期最快也得需要一兩年的時間。
再次,機械硬盤的發展并未停滯不前,很多廠商還在繼續深挖垂直記錄(PMR)、疊瓦式磁記錄(SMR)、充氦,推進熱輔助磁記錄(HAMR)、二維磁記錄(TDMR)等,其中后者有望在兩三年內商用,而前者雖然提了很久但依然比較遙遠。
因此,筆者認為,SSD在未來兩年內全部取低SSD,基本上是不可能的。
不過,在企業的關鍵性業務上,比如很多的互聯網、金融等企業,SSD已經開始逐步占據主導地位。但是,在非關鍵性業務上,HDD仍然占據主導地位。
至于存儲的發展方向預測,當前來看SSD絕對是未來的主流。不過,技術的發展速度太快了,誰能保證在未來會不會出現性能更強、成本更低的新技術和新產品。