هارددیسک­‌ها، همچنان روش اصلی ذخیره­‌سازی در سال ۲۰۲۲

مقدمه

در حالی که هارددیسک‌ها از نظر ظرفیت در حال افزایش هستند و قیمتی کمتر از راهکارهای جایگزین دارند، به نظر می‌رسد فلش‌ها در حال پیشروی برای تصرف بازار باشند. در این مطلب، نظرات کارشناسان در خصوص سرنوشت هارددیسک‍‌ها در سال ۲۰۲۲ گردآوری شده است.

تحلیل­گران و تامین‌کنندگان سال­۲ها است که نظریه مرگ هارددیسک (HDD)، فناوری ذخیره­‌سازی پایداری که حدود ۶۰ سال است وجود دارد، را اغرا­ق­‌آمیز می­‌خوانند. اما با پیشرفت دیگر فناوری‌های ذخیره‌سازی نظیر هاردهای SSD، نقش هاردهای HDD در سازمان­‌ها در حال تغییر است.

هارد دیسک‎ها (HDD) شامل اجزای متحرکی مانند صفحه و سوزن هستند که که بعضاً به آنها صفحات گردان یا به‌صورت تحقیرآمیز، زنگار متحرک اطلاق می­‌شود. حدود ۴۰ سال است که HDD ها در دو اندازه استاندارد ۲.۵ و ۳.۵ اینچی و یا دو واسط SATA و SAS در دسترس هستند. اندازه جمع و جور، هزینه مناسب و قابلیت اطمینان، آن را به راهکاری مطمئن برای ذخیره‌سازی سازمانی تبدیل کرده است.

اما چندی است که این تسلط بر بازار به چالش کشیده شده است. SSD ها قیمت بالاتری دارند اما سریعتر هستند و این شاخصه با ماهیت فشار کار امروزی همراه و منطبق است. به خصوص SSD های ۴ سلولی تهدید ویژه­ای برای HDD محسوب می‌شوند چرا که در همان اندازه ۲.۵ اینچی تا ۳۰ ترابایت حجم دارند.

در ادامه، متخصصان صنعت ذخیره­‌سازی درخصوص معرفی درایوهای ۲۰ ترابایت HDD اعلام نظر کرده اند و اینکه آیا این نوآوری، جواب‌گوی نیاز تمام‌ناشدنی ذخیره­‌سازی داده در سازمان‌ها می باشد؟ آیا سرعت درایوها هنوز اهمیت دارد یا خیر؟ آینده HDD را چطور می­‌بینند و صنعت در کجای تعادل قیمتی HDDها و SSDها هست.

 تد دفنباو Ted Deffenbaugh، معاون مدیریت تولید شرکت Seagate: مشی صنعت تا به امروز بر این بود که حجم های کمتر هارددیسک تا مدتی در بازار حضور دارند تا حجم جدیدی معرفی شود، اما زمان زیادی طول می­کشید تا این حجم جدید به حد قابل توجهی برسند. مشتریان مرکز داده به ما گفتند: «ما بزرگترین درایوهایی را می­خواهیم که می توانید برایمان فراهم کنید.». ما هم حجم تولید را تا یک میلیون واحد در هر ۳ ماه رساندیم. در حال حاضر در مراحل اولیه تسلط ۲۰ ترابایت بر ۱۸ ترابایت هستیم. ما نتایج درخشان و موفقی در هارد ۲۰ ترابایتی خود داشتیم. با توجه به خصوصیات آن انتظار داریم که فراگیر شوند.

اشلی گوراکپوروالا Ashley Gorakhpurwalla، معاون مدیر اجرایی و مدیر داخلی واحد کسب و کار HDD شرکت Western Digital: ما به تازگی فناوری حجم ۲۰ ترابایت را معرفی کرده‌­ایم. صنعت در طی سال آتی به سمت این فناوری حرکت خواهد کرد. مشتریان ما تقاضای حجم بیشتر با اندازه کمتر دارند و حجم های بیشتر درسال آتی به دنبال حجم ۲۰ ترابایتی معرفی خواهند شد.

کالین پرسلی Colin Presly، مدیر ارشد، مدیریت فناوری، شرکت Seagate: اکثر رشد بازار به خاطر مشتریان مرکز داده است. آنها محرک این نوآوری هستند و ما هم مشکلی برای پیشرفت نوآوری در راستای برآوردن نیاز آنها نداریم. آنها انگیزه مهمی برای ما هستند که تاحد ممکن نوآور باشیم و این خدمات را با حداقل هزینه ارائه کنیم.

اریک برگنر Eric Burgener، معاون تحقیق، گروه سیستم های زیرساختی، پلتفرم و فناوری­‌ها، شرکت IDC: بایگانی (آرشیو) داده‌ها جایی است که بیشترین HDDها فروخته خواهند شد. ارائه­‌کنندگان خدمات ابری، AWS Glacier، و این دسته از خدمات که نیاز به بایگانی داده دارند، حتما نیاز به هزاران هارددیسک خواهند داشت. اگر به داده­ای در آرشیو، احتیاج باشد و بخواهید آن را در عرض چند ثانیه بازیابی کنید، ناچارید آن را روی HDD ذخیره نمایید. این همان جایی است که HDDهای ۲۰ ترابایتی بیشترین کاربرد را خواهند داشت چرا که هزینه ها را کاهش خواهند داد و نیاز به تعداد کمتری HDD خواهد بود.

ادوارد برنز Edward Burns، مدیر تحقیق، درایوهای هارددیسک و فناوری‌­های ذخیره‌سازی، شرکت IDC: هارددیسک های ۲۰ ترابایتی تا اواسط سال در حجم های قابل توجه به بازار عرضه خواهند شد و تا اواخر ۲۰۲۲ تعدادشان به اندازه هاردهای ۱۸ ترابایتی خواهد رسید که به این معنا است که این هاردها تا آخر سال به پرحجم­ترین کالای فروش رفته تبدیل خواهد شد، نه برای کل سال بلکه برای آن موقع سال. WD و Seagate تا آن زمان با حجم زیادی بازار را تامین خواهند کرد.

نیاز یا عدم نیاز به سرعت

در گذشته، تامین‌کنندگان HDDها بر رشد عملیات I/O در ثانیه (IOPS) یا سرعت انتقال داده به MB/S تاکید داشتند و آنها را با SSDها مقایسه می­کردند. اما با پیشرفت عملکرد نرم‌افزارها و تامین‌کنندگان ذخیره‌سازها در دستیابی به بیشترین بازدهی از تجمیع چندین HDD، فروشندگان HDD به جای رقابت با SSDها در صدد یافتن راه­هایی برای همکاری با آنها برآمدند. متخصصان معتقد هستند که همکاری HDD و SSD در راستای ارتقا عملکرد در سال ۲۰۲۲ هم ادامه خواهد داشت.

پرسلی Presly، Seagate: کارایی یک مجموعه به ترکیب ابزارهای و فناوری‌های بکار گرفته شده در آن بستگی دارد. کارایی اختصاصی یک هارددیسک تا حد زیادی تحت تاثیر بخش مکانیکی آن است و مثلا کارایی یک هارد ۳.۵ اینچی در ۲۰ سال تغییر چندانی نداشته است. در حقیقت ما برای بهبود کارایی، کارهایی در خصوص caching و حجم DRAM درایوها انجام دادیم که به سرعت نوشتن داده کمک می کند. اما میزان IOPS آنها در سال­های اخیر تغییر خاصی نکرده است. مقدار IOPS در ترابایت مشخصه مهمی در یک فضای چند کاربره مانند مرکز داده است چرا که کاربران زیادی دارند که تنها از یک دستگاه استفاده نمی‌کنند. مانند یک لپتاپ نیست که تنها یک کاربر و یک دستگاه باشد. میزان کارایی در ترابایت که روی دستگاه نوشته شده پارامتر مهمی محسوب می‌شود.

گوراکپوروالا Gorakhpurwalla، WD: بیشتر مشتریان به دنبال کارایی فوق‌العاد­ه‌­ای که از حداکثر توانایی هارددیسک استفاده کند، نیستند. بعضی هستند که از SAS استفاده می­‌کنند که سرعتی دو برابر SATA دارد. امکانی که در SSD وجود دارد استفاده از قابلیت NVMe یا PCI است که امکان انتقال سریع‌تر داده به حافظه یا پردازنده را فراهم می­‌کند. همیشه گروهی از داده های عملیاتی وجود دارد که به طور مداوم مورد استفاده قرار می­‌گیرد که ارزش ذخیره‌­سازی روی حافظه SSD را دارد.

برگنر Burgener، IDC: در برخی برنامه‌ها، اگر پاسخ به هر درخواست I/O، ۲۰ میلی ثانیه زمان می­برد، HDDها به آن درخواست ظرف ۵ تا ۲۰ میلی­ثانیه پاسخ می­دهند، که کاملاً مناسب است. برای این برنامه ها، ارزان­ترین روش ذخیره‌سازی، به‌کارگیری هارددیسک است. حافظه فلش وفتی توجیه می­‌شود که شما  با توجه به حجم کاری، نیاز به کارایی بالاتر داشته باشید.

برنز Burns، IDC: سرعت چرخش هارددیسک دیگر چندان مسئله مهمی نیست چرا که نرم­‌افزارهایی که حساس به تاخیر هستند، بیشتر در درایوهای SSD ذخیره می­شوند تا در HDDهایی با سرعت بالا.

آینده هارددیسک­‌های ۲.۵ اینچی در سازمان­‌ها

در مقایسه با همتای ۳.۵ اینچی­‌شان، HDD های ۲.۵ اینچی سرعت چرخش بالاتری دارند و حجم کوچک‌شان مناسب آرایه‌­های پرتراکم است البته برای حداکثر حجم یک درایو محدودیت­‌هایی ایجاد می­‌کند. آرایه­‌های پرتراکم­‌تر می­‌توانند از فلش‌­های ارزان­‌تر هم استفاده کنند اما با تقاضای بیشتر مشتریان برای تراکم بیشتر در ابعاد بزرگتر با عملکرد بالاتر، تامین‌کنندگان چندان علاقه‌­ای به توسعه HDDهای ۲.۵ اینچی نشان نمی­‌دهند.

دفنباو Deffenbaugh، Seagate: مشتریانی داریم که به کل شیفته آن (HDD های ۲.۵ اینچی Seagate) هستند. پس حتی اگر آن را به طور فعال توسعه ندهیم می­بینیم که گروهی سرسختانه مشتری آن هستند و می­خواهند از آن استفاده کنند، آنها به استفاده از این نوع هارددیسک  در معماری­هایشان علاقه دارند و باز بیشتر از همان می­خواهند.

گوراکپوروالا Gurakhpurwalla، WD: اگر به نقشه راه ما نگاه کنید، درایوهای ۲.۵ اینچی همچنان حجم بالایی دارند اما نه به اندازه ۳، ۵ یا ۸ سال پیش … ما همچنان آن راهبرد را درخصوص درایوهای ۲.۵ اینچی پیش می­بریم … اما این چیزی است که در گذر زمان به لحاظ حجم افول خواهد کرد.

مارک اشتایمر Marc Staimer، Slayer Consulting: درایوهای ۲.۵ اینچی مدت زیادی است در حال منسوخ شدن هستند. ۱۵۰۰۰ دور، اهمیتی ندارد. اگر دنبال سرعت باشم یک هارددرایو نمی­خرم، یک فلش خواهم خرید.

برنز Burns، IDC: فروش این نوع عموماً کم است و احتمالاً به تدریج کاهش خواهند یافت. در حال حاضر آنها جایگاهی دارند اما این جایگاه در درازمدت، بیش از چند سال، تداوم نخواهد داشت.

تهدید QLC(SSD)

به لحاظ هزینه، HDDها هزینه کمتری به ازای ترابایت نسبت به ارزان­ترین نوع SSDها یعنی QLCها دارند. اما وقتی موضوع کارایی به میان می­آید، HDDها یارای رقابت ندارند. وقتی قیمت QLCها به اندازه HDDها کاهش یابد، هدفی که QLCها در مسیر آن قرار دارند، چه بر سر تقاضا برای HDD ها خواهد آمد؟

برگنر Burgener، IDC: دلایل زیادی برای برتری فلش بر HDDها وجود دارد … اگر قیمت فلش هم قیمت HDDها بود، کسی HDD نمی‌­خرید. کارهایی مانند افزایش ۳۰ گیگابایتی حجم­‌های QLCها از سوی Vast Data، فلش را ارزان‌­تر خواهد کرد. حتی اگر به قیمت HDDها هم نرسد باز افرادی به‌سوی فلش خواهند رفت.

پرسلی Presly، Seagate: مشتریان بزرگ تیم­‌هایی دارند که هزینه کلی مالکیت در کل شبکه معماری را می­‌سنجند، دستگاه­های ذخیره­‌سازی تنها بخشی از معادله TCO (Total Cost of Ownership) را تشکیل می­‌دهد. … آنها سعی دارند تا تکه‌­های این پازل را طوری تکمیل کنند تا هیچ کدام از اجزا جدا نیفتند و با کارایی مجزا مواجه نباشیم. در اصل، مسئله نحوه قرار دادن SSDها و DRAM ها در کنار HDD برای هم‌افزایی بیشتر و گرفتن بازده مناسب از کل مجموعه می باشد.

گوراکپوروالا Gorakhpurwalla، WD:هیچ­وقت HDDها از سازمان­‌ها حذف نخواهند شد. چرا که با فوران حجم داده و با توجه به ملاحظات ظرفیتی، تقاضا برای لایه‌های مختلف ذخیره‌سازی در مراکز داده وجود خواهد داشت. لایه اصلی، هارددیسک‌ها و ذخیره‌­سازهای مغناطیسی خواهند بود. اگر فقط از دیدگاه محصول نهایی نگاه کنید حتما خواهید گفت که هارددیسک­‌ها در حال افول هستند اما اگر در محیط سازمان باشید و به داده‌­هایی که با تحول دیجیتالی در حال شکل­‌گیری هستند، توجه کنید، درخواهید یافت که ظرفیت بسیار مهم است چرا که تقاضای ظرفیت مورد نیاز در ۵ سال آتی هر سال ۳۵% افزایش پیدا می­کند.

اشتایمر Staimer، شرکت مشاوره Dragon Slayer: فناوری HDD همچنان از فلش ارزان­‌تر است. در آخر، تامین‌کنندگان عمده خدمات ابری و معماری با ظرفیت بالا (Hyperscalers) به خاطر قیمت ارزان از آن استفاده می­‌کنند. حتی ارزان­‌ترین QLC حدوداً ۵ تا ۱۰ بار به ازای GB گران­تر است. ممکن است کسی به فشرده­‌سازی و حذف داده‌­ها تکراری (deduplication and compression) اشاره کند اما این کارها در درایو­های گردان (HDD) هم امکان‌­پذیر است. … هارددیسک‌­ها شناخته­‌شده هستند و افراد با ریسک­‌های آن که با روش­‌هایی مانند RAID (redundant array of independent disk) و erasure coding (روشی برای حفاظت از داده در ذخیره­‌سازی) کاهش­ می‌­یابد آشنا هستند. به نظر من به این زودی‌­ها از صحنه حذف نخواهد شد.