SSD能否取代HDD纷争2.0

有关数据预测到2028年，全球产生的数据总量将达到394ZB。这表明在全球范围内，数据的价值比以往任何时候都更为重要，因为数据的产生和存储能力正在迅速增长。这种增长可能受到各种因素的推动，包括数字化转型、物联网(IoT)设备的激增、云计算服务的广泛采用以及人工智能(AI)和机器学习(ML)技术的进步。随着数据量的持续增长，管理和有效利用这些数据将成为企业和社会面临的一项重大挑战。

这么多的数据中，只有不到5%的数据会被存储起来。这反映了当前数据存储面临的巨大挑战，尤其是在云、企业和消费领域。由于数据生成量庞大而存储能力有限，导致大量有价值的数据无法得到有效保存。

不同存储介质（如NVM Other、Optical、SSD、NVM NAND、Tape C、HDD等）在云存储、企业非云存储和消费者非云存储三个领域的增长趋势显示，各介质的存储容量都在逐年递增，其中HDD仍然是最主要的存储方式

在消费级领域，SSD（固态硬盘）增长势头也十分强劲，占比也是逐步扩大。

希捷公布的一个数据显示：SSD的制造能力，尤其是NAND闪存的产能，无法迅速扩展到足以完全取代HDD的水平。2023年全球NAND生产量为333EB，而到2027年，市场预计需要3686EB的NAND和HDD总容量。

即使假设NAND产能全力扩张，其增量也无法满足替代HDD所需的2723EB。此外，建设新的NAND晶圆厂需巨额投资，如SK海力士的M15X DRAM工厂就耗资数十亿美元，这进一步限制了短期内NAND产能的快速增长。因此，从产能角度看，SSD全面取代HDD在经济和技术上面临巨大挑战。

随着122TB SSD的出现，HDD被固态硬盘（SSD）取代的可能性又变得更加引人注目。

尽管单个SSD的采购价格可能高于HDD，但考虑到电力消耗、数据中心空间节省等因素，SSD在总拥有成本（TCO）上具有优势。Solidigm-Signal65的研究显示，在某些情况下，QLC SSD比混合TLC SSD加HDD的方案提供了高达79.5%的电力效率优势。此外，高密度QLC SSD可以实现相同容量所需的驱动器更少，从而降低了整体功耗。

SSD在读取带宽和延迟方面远远优于HDD。例如，122TB的SSD顺序读取带宽为14,600 MBps，是32TB HDD的54倍多，而延迟仅为30微秒，远低于HDD的4.16毫秒。这意味着在同样的机架空间内，SSD可以提供显著更高的性能，并且减少数据传输时间。

32 TB HDD latency: 4.16 ms
32 TB HDD sustained transfer rate: 269 MBps
122 TB SSD latency: 30 μs
122 TB SSD sequential read bandwidth: 14,600 MBps with PCIe gen 5 – 54.3x faster than HDD

由于SSD的高存储密度，同样大小的数据中心机架可以容纳更多的数据。一个40U的机架装有19个2RU的SSD机箱，可提供166.9PB的存储容量，相当于HDD解决方案提供的7.3PB的22.8倍。这不仅提高了空间利用率，也减少了冷却需求和相关成本。

2RU HDD array – 12 x 32 TB SMR drives = 384 TB
2RU SSD array – 24 x 122 TB drives = 2,928 TB + 3:1 dedupe = 8,784 TB
40U rack with 19 x 2RU HDD enclosures = 7,296 TB – 7.3 PB
40U rack with 19 x 2RU SSD enclosures = 166,896 TB – 166.9 PB – 22.8 times more than an HDD rack

根据研究，虽然单个HDD的活动功率较低，但由于HDD从空闲状态到活跃状态需要更多时间，以及工作负载的高吞吐量要求，实际上HDD几乎一直处于活跃状态，导致整体功耗较高。相比之下，高密度QLC SSD能够以较少的驱动器达到相同的总容量，从而降低整体功耗。

市场上的主要参与者如Pure Storage已经与顶级超大规模数据中心达成协议，供应全闪存近线和主存储技术。部分NAND原厂在其最新的财报电话会议上指出，预计高容量企业级SSD将开始在数据中心中取代容量型HDD。这些迹象表明，SSD正在向近线存储市场迈进。

如果市场情绪转向支持SSD，那么对于Seagate、Toshiba和Western Digital这样的HDD制造商来说，影响将是巨大的。它们可能会经历一段长期的销售下滑期，类似于胶片相机制造商Kodak在数字相机兴起时所面临的困境。这可能导致Toshiba退出HDD业务，Seagate收购SSD控制器制造商来加强其Nytro SSD产品线，而WD也可能重新进入SSD市场。

短期内，SSD是否会完全取代HDD仍存在争议。一些分析师预测，直到2027年，HDD在单位和容量销售上将继续增长。然而，随着122TB PCIe Gen 5 SSD进入市场并获得实际的TCO数据，支持SSD的观点可能会变得更加强烈，促使分析师改变他们的看法。长远来看，如果市场需求的增长速度超过了SSD生产容量，那么NAND制造商将增加生产能力以满足需求。

综上所述，尽管HDD在未来几年内仍然有一定的市场份额，但SSD在性能、电力效率和TCO方面的优势使得它成为数据中心存储的标准选择的趋势越来越明显。随着SSD技术的进步和成本的下降，预计SSD将在未来逐渐取代HDD，特别是在高性能和大容量存储的需求场景中。

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