传统机械硬盘在数据中心领域是否还有未来？

西部数据（Western Digital）依然认为机械硬盘在数据中心拥有一席之地。近日，西部数据公布了最新的机械硬盘产品路线图。西部数据计划在2020年会推出18TB、20TB的硬盘，并预计在在2026年推出60TB的机械硬盘。西部数据的路线图比两年前ASTC协会公布的要保守一些，后者之前预计2026年HDD硬盘容量能达到100TB级别。

值得注意的是，西部数据已开始向全球企业OEM和超大规模数据中心客户运送18TB、20TB的硬盘样品。

西部数据机械硬盘产品路线图

此外，GigaOM分析师Enrico Signoretti和Wells Fargo 分析师Aaron Rakers分别从硬盘在数据中心应用趋势与闪存发展等角度进行了分析，算是对机械硬盘在数据中心前景的另一种回应。

硬盘将从小型数据中心中消失

众所周知，随着闪存在容量上的不断提升，以及成本的不断下降，闪存在性价比、性能上已经开始形成对机械硬盘越来越大的优势，而机械硬盘随着容量的不断提升在故障恢复上需要花费更多时间，也使得机械硬盘的劣势进一步放大。有人直言，机械硬盘未来几年将会在大多数数据中心中消失。

Signoretti直言：“机械硬盘将从小型数据中心消失。小型数据中心将不再存在机械硬盘，尤其是云计算的快速发展，中小型企业将越来越依赖闪存或者云。”Signoretti直言：“像18TB和20TB的机械硬盘（未来的50TB或者更大容量）将来更多是为Facebook、AWS、Azure这些超大规模数据中心用户设计和制造。”

通常，大容量机械硬盘在发生故障时往往需要花费数周时间进行恢复，“大容量意味着在发生故障时候需要花费更长的时间进行重构。例如，今天重构一个14TB的硬盘可能需要花费近一周时间，如果容量增长为50TB，可以想象一下需要花费多少时间。”

硬盘与SSD的竞争即将告一段落

不仅如此，像主机管理覆盖、多驱动器和分区等机械硬盘新技术，都需要使用当前硬盘的应用程序修改代码。而随着闪存越来越便宜，显然比这些让磁盘更快的插件更有吸引力。

Signoretti认为：“所有增加的复杂性将使硬盘对于没有足够数据量存储在其中的小型组织变得不切实际。例如以1PB这个标准来考虑一下：1PB等于20个硬盘，而奇偶校验和备用硬盘将为24。它为您提供吞吐量，但IOPS很少，并且由于重建时间而导致数据丢失的风险很高。”

最后，Signoretti表示，如果用户需要在本地存储上PB的冷存储，那么可以考虑机械硬盘。全闪存的数据中心将成为现实，如果您想存储越来越多的冷数据，那么云其实也是一项很好的选择。

NAND层数的较量

西部数据和铠侠（Kioxia，前身为东芝存储）近日宣布了112层3D NAND。Wells Fargo 分析师Aaron Rakers认为，112层NAND（BiCS5 工艺）是一种成本优化的工艺，在成熟的晶圆良率下，将会比现有的96层产品每一位便宜30%。

Aaron Rakers注意到112层产品基本上是两个56层 die堆叠在一起，而三星的128层die则是采用单堆叠设计。WD-Kioxia 112层晶圆与相比具有更大的位密度优势：约7.8GB /平方毫米，而三星为6.8GB /平方毫米。他计算得出，WD-Kioxia比三星的128L技术具有10-15％的位密度优势，并因此带来了成本优势。

这也意味着WD-Kioxia大大提高了NAND的承受能力，尤其是当112层用QLC闪存格式化时。

3D NAND容量和层数技术路线图

当今的大多数NAND是TLC（3位/单元），而QLC的耐久性比TLC的3,000次周期短，约为1,000次。它的读取时间为100μs，而TLC为25μs。但是它仍然比磁盘快，后者在分区内受寻道时间的影响，性能大约在8–12ms。

当今的大容量磁盘驱动器越来越多地用于近线存储，而近线存储需要中等到低的写访问速率。QLC 112层NAND使用损耗均衡和过度配置技术，可以比TLC 96L更好地竞争这一市场。

这使Rakers得出结论，就出货量而言，100层以上的3D NAND将成为一种主导技术。

他认为：“控制器技术和软件增强功能的不断进步，改善了原始NAND的特性，这是我们认为QLC的采用将在未来几年内加速并扩大其采用范围的主要原因之一。”

三星、英特尔、西部数据、海力士等闪存厂商的3D NAND路线图

到2022年和2023年，闪存将会采用200-300层3D NAND，届时闪存每比特的成本将会更低。“企业级固态硬盘和近线硬盘之间的价格差距正在缩小（以美元/GB为标准）。去年第三季度，企业级SSD每GB的成本大约是高容量近线硬盘的八倍，而第二季度则是9倍，2018年第三季度则是15倍。”

在Rakers看来，如果企业级SSD的成本下降到5倍时，那将会让用户在工作负载中选择企业级SSD替代近线硬盘有强有力的理由。“这可能就是大容量企业级固态硬盘采用率拐点的开始。”