10K HDD 謝幕，數據中心將“換新顏”

來源：與非網

作者：吳子鵬

當人們談論 SSD（固態硬盤）和 HDD（機械硬盤）的時候，速度問題總是毫無爭議。SATA3 接口的 HDD 最大傳輸速度只有 550MB/s，實際使用中的連續讀寫速度最高大約 200 MB/s，但對于 SATA3 接口的 SSD 而言，連續寫入速度很容易就能達到 500 MB/s。

因此，在大數據處理越發重視存儲效率的當下，憑借著速度方面的絕對優勢，SSD 在各個應用領域對 HDD 的替代都是大勢所趨。比如在數據中心領域，常用的 10K（10000 rpm）HDD 終將成為歷史。當與非網記者問到美光 5210 SSD 產品在數據中心的主攻方向時，美光存儲產品事業部企業級固態硬盤產品首席技術市場工程師 Doug Rollins 很明確地說，其是 10K HDD 的替代品。

這樣看來，首先美光 5210 SSD 的設計理念是明確的——為取代 10K HDD 而設計。硬盤每分鐘最大可以旋轉 10000 轉，這是 10K HDD 命名的由來，相較于消費市場常見的 5400 轉和 7200 轉 HDD，10K HDD 轉速更快，運行的速度更快一些。

然而，在云計算、大數據、物聯網、人工智能蓬勃發展的今天，HDD 在很多場景下已經成為發展的短板，尤其是對數據中心中活躍數據的存儲。“HDD 供應商為使其產品能夠吸引客戶，保持應用于某些市場而付出了巨大努力，我們對此感到欽佩。顯然，最近大多數 HDD 創新都集中在擴展容量，而不是性能上。” Doug Rollins 也認為，HDD 并沒有積極地迎合大數據運算對于存儲性能的高要求，而是另辟蹊徑選擇在大容量方面去體現 HDD 的性價比。

但這帶來了另一個棘手的問題，那就是超大容量的 HDD 一旦發生故障，重建數據的時間非常長，這會帶來更大的問題。這個時候，對于高性能存儲人們自然而然會去想用 SSD。按照 Doug Rollins 所說，NVMe 接口已經為每個 2.5 英寸 SSD 提供了 15+TB 的容量，隨著時間的推移會繼續增加。

但之前 SSD 數倍于 HDD 的價格讓數據中心運營者望而卻步。美光 5210 SSD 是一次突破，2018 年 5 月上市的它當時是全球首款 QLC SSD。

Doug Rollins 表示：“5210 SSD 的 IOPS 明顯優于 10K HDD，隨機讀取速度比最快的 10K HDD 快 175 倍，客戶對性能的巨大飛躍感到非常振奮，而且對比 10K HDD 價格相近。”

容量上的考量可以更加凸顯 5210 SSD 的針對性，“就 QLC 容量而言，由于 5210 是為取代 10K HDD 而設計的，沒有必要發布容量低于 960GB 的產品，因為目前銷售的大多數 10K HDD 的容量范圍是從 900GB 到 2.4TB（最大）不等。我們的容量是相一致的，實際上甚至更高，最大高達 7.68TB，以幫助提供價格合理的高容量數據中心 SSD。” Doug Rollins 講到。

在性能、容量和價格之外，業界對于 SSD 和 HDD 的使用壽命誰更占優這方面一直爭論不休，從質保方面看，兩者是旗鼓相當的，都是 3-5 年。我們一般計算 SSD 的使用壽命都喜歡套用這樣的公式：總寫入容量=擦寫次數 X 固態容量，不過 Doug Rollins 告知與非網記者，美光通過一系列附加特性和技術成功延長了 QLC 技術的使用壽命，超過了這個計算值，確保 5210 滿足 OEM 平臺的生命周期要求。

他指出，這些技術都已經被應用到 5210 SSD 上，“附加特性（我們針對數據中心的 5210 所特有的）自動、自主地擴展了 5210 的寫入能力。這是根據寫入量來完成的，目的是使 5210 能夠用于通用服務器和存儲，并取代以前使用的 10K HDD。”

“即使你不知道自己的工作負載，這種獨特的特性也可以減輕你對耐用性的擔憂。這一特性可主動、動態地管理 5210 的寫入負載，提高了性能穩定度，增強了 5210 的耐用性，同時隨機寫入性能比典型的 10K HDD 更快。” Doug Rollins 進一步講到。

SSD 久未平息的質疑

對于 NAND 閃存而言，技術前進過程中得到的并非全都是褒獎，從 SLC、MLC、TLC 到 QLC 的發展一直被詬病。比如從 TLC 到 QLC，閃存顆粒的讀寫速度在下降。

這個問題很尖銳，但與非網記者還是決定將其拋給 Doug Rollins。他并沒有上來便否定這些質疑，“關于 QLC 怎樣適用于存儲技術，市面上有著各種各樣的觀點。QLC 的讀取速度略低于 TLC，而寫入速度則低很多，這是由于 QLC NAND 固有的物理特性和每個單元存儲更多 bit 的數據造成的，當業界從 SLC 發展到 MLC，以及從 MLC 發展到 TLC 時，都曾出現過類似的折中情況。”

但他認為，客戶給出的積極反饋證明了 QLC SSD 是正確且成功的。“我們的 QLC 技術大受歡迎，客戶非常認可這一定位，對 QLC 的需求持續增長，越來越多的原始設備制造商驗證表明了 QLC 技術的質量和可靠性。5210 上市銷售已經兩年多了，現在以其強大的質量和可靠性在業界非常出名。”

Doug Rollins 指出，5210 SSD 從數據處理和安全兩個層面很好地完成了數據中心客戶的需求：

安全

5210 提供支持加密擦除和 TCG Enterprise 的自加密驅動器（SED）選項。所有 5210 SSD（SED 和非 SED）都支持 NAND 塊擦除和數字簽名固件。

數據處理

5210 已被很多美光的客戶部署，并幫他們實現成功。客戶的工作負載讀取的數據遠遠多于寫入的數據（商業洞察、分析、內容分發、大數據、人工智能和機器學習等工作負載）時，則非常適合采用我們的標準 5210。

另外，他表示 QLC 技術的發展配合 2.5 英寸的 SATA 外形尺寸，使標準 2U 機箱的總機箱密度達到了 184TB，高于搭載 12TB 7.2K 3.5 英寸 HDD 的 144TB。

QLC 和 TLC 是互補技術

人們對于 SSD 的另一個討論是“前浪”是否會被“后浪”拍死在沙灘上 —— QLC SSD 在容量方面體現出更好的性價比，是否會讓 TLC SSD 退休，尤其是在數據中心領域？

Doug Rollins 再一次強調了美光的立場：5210 SSD 優化了以前由 10K HDD 提供服務的應用和工作負載，是 10K HDD 的替代品，而 QLC 和 TLC 實際上是互補的技術。

“QLC SSD 將在數據中心應用中增強和補充 TLC SSD。我們預計 TLC SSD 將繼續用于混合用途的工作負載以及需要極高性能和耐用性的配置中，QLC 將占據‘暖’存儲容量層（在分層環境中），而在冷層中由 HDD 補充，因為這里不需要為更高的性能而支付更多的費用。” Doug Rollins 解釋到。

沒有一對多替代，沒有“同門相殘”，作為 QLC SSD 的積極推動者，美光的目標是極為堅定的——5210 SSD 是 10K HDD 的精準替代。如 Doug Rollins 所言，10K SSD 是數據中心的經典產品，但當你看到了一個 IOPS、可靠性和能效更出色的產品，那你還會用 10K SSD 嗎？