在線存儲行業(yè)面臨著一個根本性的抉擇:旋轉(zhuǎn)型硬盤,還是閃存,亦或是兩者兼顧?閃存技術(shù)和固態(tài)NAND存儲蓬勃發(fā)展并保持著強(qiáng)勁的增長勢頭。為什么希捷、東芝和西數(shù)這三大硬盤廠商,不像OCZ、LSI、美光、SanDisk、Fusion-io等閃存存儲供應(yīng)商那么大搶風(fēng)頭?東芝如何走在了希捷和西數(shù)的前面?
現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)型硬盤存儲的三巨頭走到了一個兩難境地,歡迎新的閃存技術(shù),還是奮起反抗之?到目前的情況來看,他們是抱著歡迎的態(tài)度的:東芝,閃存的積極擁護(hù)者;希捷,提供Pulsar固態(tài)盤以及混合硬盤(帶有板載閃存緩存);西數(shù),半推半就,自己正忙于嵌入式固態(tài)盤的細(xì)分業(yè)務(wù)。
閃存行業(yè)概覽,并非詳盡清單
現(xiàn)在有三家硬盤供應(yīng)商,希捷、東芝和西數(shù);有四家主閃存芯片供應(yīng)商,三星、東芝、美光和海力士。你會發(fā)現(xiàn),東芝在兩個陣營中都出現(xiàn)了,所有這六家供應(yīng)商都生產(chǎn)閃存驅(qū)動器,也就是和硬盤差不多大小、帶有磁盤類型的接口(FC、SAS和SATA)的固態(tài)盤,或者PCI閃存卡。
為了了解事情的背景,讓我們對旋轉(zhuǎn)型磁盤行業(yè)、閃存驅(qū)動器行業(yè)以及制造運營來個“一站式游覽”吧!
旋轉(zhuǎn)型磁盤行業(yè)
旋轉(zhuǎn)型磁盤三大制造商掌握著全球復(fù)雜得令人難以置信的電子機(jī)械技術(shù),每年生產(chǎn)數(shù)以百萬計的驅(qū)動器。這體現(xiàn)了高科技已經(jīng)發(fā)展到分子的水平,令人困惑的機(jī)械原理,執(zhí)行信號處理的固件,閃電般速度的錯誤檢測和糾錯算法。
一顆驅(qū)動器包括玻璃或者鋁制的盤片,帶有記錄介質(zhì)層,靠電動馬達(dá)運轉(zhuǎn)。機(jī)械臂上帶有讀寫磁頭,在盤片的表面來回移動,讀寫字位。控制器來做所需的處理任務(wù),了解磁盤的磁道和扇區(qū),解碼和糾錯讀信號,發(fā)送并接收字位到連接的主機(jī)計算機(jī)上。
磁盤驅(qū)動器是在一系列不同的工廠中制造出來的,一個工廠生產(chǎn)盤片,另一個生產(chǎn)磁頭,第三個生產(chǎn)控制器,最后在第四個工廠組裝和測試。每個類型的工廠都有一個組件供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)提供供給。這個行業(yè)通常是垂直集成的,但沒有形成一個玻璃、鋁和硅從一端流進(jìn)、磁盤驅(qū)動器從另一端流出的大型工廠。有像TDK這樣的獨立磁頭生產(chǎn)商,也有獨立的盤片和電子馬達(dá)生產(chǎn)商,還有像LSI這樣的控制器生產(chǎn)商。
磁盤讀寫磁頭
這與生產(chǎn)模式相對簡單一些的閃存驅(qū)動器行業(yè)是不同的。
閃存帶給磁盤的威脅
磁盤驅(qū)動器找到數(shù)據(jù)需要花費時間,磁頭在盤片上移動,找到正確的磁道,然后磁盤旋轉(zhuǎn),將該磁道的寫扇區(qū)轉(zhuǎn)動到讀磁頭下。閃存驅(qū)動器的響應(yīng)時間要比磁盤驅(qū)動器塊數(shù)百倍,但是成本高出很多。將數(shù)據(jù)保存在磁盤陣列中的盤片上,能夠以和閃存驅(qū)動器差不多的速率處理數(shù)據(jù),但是這會提高磁盤存儲的成本。
當(dāng)IOPS至關(guān)重要的時候,固態(tài)盤是一個理想選擇。在占地空間、能耗和冷卻方面,固態(tài)盤也會輕易打敗磁盤,因為它體積更小、用電少、給定IOPS下制冷需求更小。其結(jié)果就是固態(tài)盤被視為侵蝕著1.8英寸硬盤行業(yè),滲透到存儲陣列,在高IOPS應(yīng)用方面取代高速FC和SAS硬盤、1.5萬轉(zhuǎn)硬盤。
固態(tài)盤還被用于輕薄筆記本和超極本中,因為顯然固態(tài)盤更輕、啟動和運行應(yīng)用的速度更快,而且電池壽命更長。隨著閃存存儲越來越便宜,閃存帶來的威脅將進(jìn)一步擴(kuò)大到1萬轉(zhuǎn)硬盤和桌面PC硬盤領(lǐng)域。面臨這個威脅的硬盤供應(yīng)商,是奮起反抗,還是順應(yīng)潮流,讓閃存蠶食自己的硬盤銷售額?
問題是相當(dāng)長遠(yuǎn)的,因為現(xiàn)在沒有足夠的閃存工廠產(chǎn)能可以取代出貨的硬盤容量,而且這是需要幾年時間才能建設(shè)起來的。這至少緩解了兩家沒有閃存工廠的硬盤供應(yīng)商的壓力——希捷和西數(shù)。
閃存行業(yè)基本上很簡單,有一個兩層模式,閃存工廠或者代工廠制造芯片,然后芯片和控制器、固件一起組裝到驅(qū)動器中,這是沒有復(fù)雜的機(jī)電元件的半導(dǎo)體,也就是固態(tài)盤存儲。
現(xiàn)在有四家主閃存代工廠商,分別是市場領(lǐng)導(dǎo)者三星,位列第二的東芝,其次是美光和英特爾的Intel Micron Flash Technologies (IMTF),其中美光占主導(dǎo),最后是海力士。
除了這四家閃存工廠運營商和硬盤制造商之外,還有很多閃存驅(qū)動器的制造商,其中包括Corsair、Fusion-io、LSI、OCZ、OWC、SanDisk、Plextor、SMART、STEC、TMS和Virident。蘋果公司也制造閃存驅(qū)動器,用于自己的iPad等產(chǎn)品中,其他廠商則面向所有市場。
閃存控制器產(chǎn)品則來自于像Marvell和LSI這樣的廠商。
用作緩存的服務(wù)器閃存需要緩存軟件,這來自于像OCX(SANRAD)這樣的服務(wù)器閃存驅(qū)動器供應(yīng)商,還有Nevex、Proximal Data和VeloBit等獨立廠商。將服務(wù)器閃存硬件和軟件結(jié)合起來的廠商,如推出了VFCache產(chǎn)品(采用美光和LSI的固態(tài)盤)的EMC,戴爾也正在服務(wù)器閃存緩存領(lǐng)域開發(fā)代號Hermes的產(chǎn)品。
再往存儲堆棧上層走,有做全閃存陣列的,例如GreenBytes、Kaminario、Nimbus、Pure Storage、SolidFire、TMS、Violin Memory和Whiptail等廠商,還有使用閃存的NAS加速器,例如Avere和CacheIQ。
其中一些廠商使用固態(tài)盤作為他們的組件,另外一些像Violin則在特殊的卡上使用閃存芯片。
三星以前制造硬盤,但是將這部分業(yè)務(wù)賣給了希捷。東芝也制造硬盤,收購了富士通的硬盤業(yè)務(wù),并在西數(shù)收購HGST的同時收購了西數(shù)的3.5英寸硬盤業(yè)務(wù)。東芝還與閃存驅(qū)動器供應(yīng)商SanDisk合資建了閃存工廠,SanDisk最近受夠了一些名為Pliant的閃存控制器公司。總的來看,閃存控制器公司正在被閃存驅(qū)動器制造商們吞并。
磁盤和閃存行業(yè)大事件
最近幾年間,閃存行業(yè)的發(fā)展帶動了多宗收購案。主要事件包括:
閃存工廠投資
- 服務(wù)器閃存卡行業(yè)領(lǐng)頭羊Fusion-io獲得三星投資
- 閃存陣列領(lǐng)導(dǎo)者之一的Vionlin Memory獲得東芝投資
- 海力士收購消費級閃存控制器供應(yīng)商Link A Media Devices (LAMD)
硬盤供應(yīng)商的閃存交易
- 希捷和三星達(dá)成閃存芯片供應(yīng)和控制器合作
- 西數(shù)收購嵌入式閃存驅(qū)動器供應(yīng)商SiliconSystems
閃存控制器收購
- 希捷收購閃存控制器初創(chuàng)公司DensBits
- SanDisk收購控制器初創(chuàng)公司Pliant
- LSI收購控制器供應(yīng)商SandForce
- OCZ收購控制器供應(yīng)商Indilinx
- 蘋果收購控制器初創(chuàng)公司Anobit
閃存緩存軟件收購
- 戴爾收購RNA Networks
- SanDisk收購FlashSoft獲得服務(wù)器緩存軟件
- Fusion-io收購IO Turbine獲得服務(wù)器緩存軟件
- OCZ收購SANRAD獲得服務(wù)器緩存軟件
- TMS與Nevex合作,采用后者的緩存軟件
結(jié)論
一個顯而易見的結(jié)論是,驅(qū)動器供應(yīng)商需要自己擁有控制器業(yè)務(wù)。除了海力士在6月剛剛收購了Link A Media Devices (LAMD)之外,其他擁有閃存工廠的廠商并未收購驅(qū)動器控制器公司,也許這就是三星、東芝和美光下一步行動的信號。
第二個結(jié)論是,服務(wù)器閃存驅(qū)動器供應(yīng)商需要緩存軟件,將熱數(shù)據(jù)加載(有時候分享)到閃存驅(qū)動器。LSI獲得了CachiCade軟件,STEC則自己開發(fā)了緩存軟件。TMS正在于加拿大公司Nevex合作,采用后者的CacheWorks軟件。我們注意到,戴爾收購RNA Networks之后,正在開發(fā)自己的Hermes緩存軟件,EMC也在開發(fā)與FAST陣列數(shù)據(jù)分層軟件集成的VFCache緩存軟件。NetApp也曾表示過,將把陣列中的數(shù)據(jù)緩存到服務(wù)器閃存緩存中,而且需要軟件來實現(xiàn)。
沒有一家擁有閃存工廠的廠商收購了驅(qū)動器緩存軟件公司,如果他們希望提供的不僅僅是用于服務(wù)器的原始的固態(tài)盤,那么這將是另一個潛在的收購渠道。
硬盤制造商們應(yīng)該怎么做?
如果磁盤制造商打算認(rèn)真考慮涉足閃存驅(qū)動器領(lǐng)域的話,他們必須擁有自己的控制器業(yè)務(wù)。東芝就是如此。希捷收購DensBits也是這個原因。我們沒有看到西數(shù)的身影,因為它正忙于嵌入式固態(tài)盤業(yè)務(wù),并未重視控制器,如果它想擴(kuò)大這個細(xì)分市場的話,就需要開發(fā)或者收購相關(guān)技術(shù)。
這是一件緊迫的事情,因為更廉價的3-bit TLC正在興起,需要高級控制器功能將它原始的、相對無用的工作壽命轉(zhuǎn)化為一款能夠持續(xù)5年時間的產(chǎn)品。沒有這樣一款控制器的話,就意味著你無法出貨基于TLC的驅(qū)動器,競爭對手將和你打價格戰(zhàn)。
其次,獲得閃存芯片的訂單、了解閃存芯片技術(shù)從而讓你的控制器延長壽命和提高性能的唯一途徑,就是尋找和閃存工廠的合作。金錢可以解決這個問題,打造聯(lián)盟關(guān)系。可以說,三星和希捷需要建立自己的聯(lián)盟,用投資來盡可能保障聯(lián)盟的堅固并激烈彼此。
東芝投資了閃存陣列系統(tǒng)供應(yīng)商Violin Memory。三星和希捷的閃存驅(qū)動器競爭對手Fusion-io越走越近,不過希捷并沒有涉足Fusion-io統(tǒng)治的PCIe閃存卡市場。西數(shù)哪去了,又一次不見了蹤影。
當(dāng)然,西數(shù)為錯綜復(fù)雜的HGST收購案忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn),后者出貨基于英特爾的固態(tài)盤。這宗收購已經(jīng)被批準(zhǔn)正在進(jìn)行之中,需要高管們在閃存上花點心思,成為一些閃存控制器公司,投資海力士或者美光,直接或者間接地通過HGST——如果受監(jiān)管機(jī)構(gòu)施壓的WD-HGST運營模式允許的話。
閃存工廠和閃存驅(qū)動器整合
如果這個行業(yè)的發(fā)展方向是跨閃存工廠和閃存驅(qū)動器的整合,那么對于磁盤驅(qū)動器制造商來說,有一件更重要的事情,與閃存代工商合作。東芝現(xiàn)在已經(jīng)涉足閃存工廠和硬盤制造這兩個陣營。三星、美光和海力士生產(chǎn)他們自己的閃存驅(qū)動器,他們需要拉攏潛在買家和投資者,告訴他們能給這個陣營帶來些什么。
第三點是,服務(wù)器閃存驅(qū)動器供應(yīng)商需要緩存軟件。東芝通過SanDisk間接地做到了這一點,三星同樣通過Fusion-io。如果希捷和西數(shù)認(rèn)真考慮出貨服務(wù)器緩存的話,他們也是需要緩存軟件的,可以配合的廠商包括Nevex、Proximal Data和VeloBit。
希捷和西數(shù)正在由一個強(qiáng)硬的、經(jīng)驗豐富的管理團(tuán)隊帶領(lǐng)著,他們在激烈的硬盤行業(yè)整合大戰(zhàn)中存活下來,他們知道,硬盤輕松地取代了在線磁盤驅(qū)動器和備份磁帶驅(qū)動器;他們知道,更高速的存儲介質(zhì)可以取而代之,從根本上改變業(yè)務(wù)模式。既來之,則安之。沒有磁帶驅(qū)動器和磁帶庫廠商能夠嘗試成為一家成功的磁盤陣列廠商,沒有。
現(xiàn)在,旋轉(zhuǎn)型磁盤驅(qū)動器廠商們同樣面臨著更高速存儲介質(zhì)帶來的威脅,磁盤會是一種新型的磁帶嗎,閃存會是一種新型的磁盤嗎?
這些意志堅強(qiáng)的、富有遠(yuǎn)見的管理團(tuán)隊是否清楚地意識到了威脅,他們會利用固態(tài)存儲轉(zhuǎn)型成為閃存擁護(hù)者嗎?是積極擁護(hù)、不冷不熱還是干脆視而不見等著被踢出局?
到目前為止,東芝是在擁護(hù)道路上走得最遠(yuǎn)的一家廠商,希捷已經(jīng)走了一段路,如果西數(shù)還不有所行動的話,恐怕就要被遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋在后面了。
用得了五年時間嗎?也許,他們會在閃存道路上全速前進(jìn),不給閃存產(chǎn)品制造商分毫機(jī)會,讓我們拭目以待。