《存储容量和性能认证规范》正式发布,中国SSD替代HDD全面加速

科技正能量 2023-12-14 09:59:48

12月6日,中国计量科学研究院《存储容量和性能认证技术规范》正式发布,该规范的发布,意味着中国数据存储产业的升级换代正在进入加速期。

2020年,数据作为新型生产要素首次被写入政府文件,其后又陆续出台一系列发展规划和政策措施,推动数据要素化和数据要素市场建设,再到组建国家数据局,数据要素化和数据安全已成为数字中国建设的内在引擎。

数字化转型正在提速,在数字化的底层,则是庞大的不断产生、汇集、运算的数据,未来的业务创新都会以数据为驱动,而这些数据的价值挖掘,必须依赖先进的存力。从国家政策看,工信部、网信办等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》,制定了到2025年的主要发展目标,其中重点提出鼓励先进存储技术的部署应用,实现存储闪存化升级。

中国计量科学研究院此次发布的《存储容量和性能认证技术规范》,规范了存储容量和性能认证的一系列技术要求和测试方法,解决了以前裸容量(物理容量)计量复杂,无法所见即所得的问题。新规范定义了可得容量(effective capacity),即存储设备可实际存放用户数据的容量大小。明确了可得容量可以通过一系列数据缩减手段,提升存储数据存放的能力,降低用户TCO。同时该计量方法隐藏了各类技术细节,方便容量计量。这套全新的技术规范有助于专业存储厂商,基于可得容量技术优势进一步加速SSD产业发展,推动整个存储行业迈向高质量发展的新起点。

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HDD市场遇“冷”

达尔文在《进化论》中写到:“自然选择是进化的动力。”那么对数据存储而言,存储介质的不断进化,本质上也是一种市场发展的自然选择。

不可否认,HDD(机械硬盘)对于计算机产业发展发挥了不可磨灭的作用。

1956年,IBM制造出世界上第一台HDD,足有两个冰箱那么巨大,由50个磁盘堆栈组成,总容量却仅有375MB。在此后的历史长河中,以HDD为代表的存储方式创新,一直不断的降低体积,增加容量。

但进入到数字化时代以来,数据的爆发速度实在太快,IDC预计,全球近90%的数据将在这几年内产生,2025年全球数据量将比2016年的16.1ZB增加十倍。同时,AI大模型的大行其道,又产生了更为巨量的数据,这就对数据的存储和处理都提出了更多的挑战。

比如,高效的数据处理,要求数据的读写速度更快;而移动设备的主流化,也要求存储的稳定性更高,耐用性更强。而HDD从技术的角度,存在明显的上限,已经很难满足新数据时代下数据存储的需求。

因此业界早就形成了一种“SDD(闪存硬盘)取代HDD”的论调,因为SSD的读取和写入速度远高于HDD,这使得使用SSD的系统和应用能够更快地加载和运行。对于需要处理大量数据或运行高负载应用的用户来说,这是一个重要的优势。同时,SSD没有机械运动的部分,因此比HDD更耐用,更不容易受到震动或物理损伤的影响。这使得SSD在某些环境下(如移动设备或工业应用)更为适合。

市场数据似乎也在支持这个趋势:Gartner统计,从2022年起,全球SSD发货量已经超过HDD;随着存量硬盘持续过保,预计2026年全球存量硬盘中SSD占比将达到32%。如今在笔电市场已很难见到HDD;在台式机及企业市场,HDD也几乎丢掉所有热数据存储格局,不得不转向温冷数据存储市场。

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SSD向存储“渐进式”创新say NO!

所有改变科技文明进程的创新,都是颠覆式的,但遗憾的经过了70年的演进,HDD的创新已经进入到一种“渐进式”的创新节奏,从2015年之后,几乎平均要9-10年HDD才会有一次突破性的技术换代,这与几何速度迭代的数字化进程显然不相匹配。

因为HDD有的核心的技术都只能在小小的“磁盘”上做文章,在有限的物理空间上写入过度密集的数据,已经影响到了硬盘的可靠性。要知道,当一座承载关键业务的数据中心中,如果一块硬盘出现问题,带来的损失可能是巨大的。

当然,还有HDD的核心技术只掌握在少数几家企业手中,相对封闭的创新环境,也并不利于技术在开放的氛围中快速迭代。

相比于HDD愈发趋近极限的创新空间,SSD的技术创新空间仍然非常宽广,例如通过增加堆叠层数、提高颗粒贴片密度等方式,不断提升其性能和容量。同时在技术生态上,SSD产业有更多的玩家和更开放的技术生态,更有利于快速迭代和创新。

中国计量科学研究院新发布的规范中提到了一些先进存储技术,为SSD加速替代HDD提供了方向:

(1)基于SSD,头部存储厂商在系统级的数据缩减技术上深入研究编解码/相似重删/压缩等技术,在图像等传统厂商无法发力的场景也能做到1.2甚至1.5倍数据缩减能力。

(2)抛弃落后的副本技术,通过系统级的大比例EC等算法的应用,保证可靠性的同时带来更大存储空间。

(3)其次,厂商利用控制器、盘框到盘的完整技术栈,实现对IO的精准管理,减少数据写放大,极大减少存储碎片,提升存储可得容量。

可见,存储厂商基于SSD对存储资源利用的提升空间是巨大的,随着SSD替换HDD的技术趋势不断加速。

事实上,只要用户面对数据激增的挑战时,对性能、稳定性和响应速度有更高的要求,SSD的迅速崛起就是不可逆转的现实。回想第一批商用SSD上市时,尽管相比HDD来说价格昂贵,但依然收到市场的欢迎,这已证明了竞争的天平会自然偏向于能够推动技术发展的一方。

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中国SSD产业正在走向成熟

由于HDD的核心技术的缺失,意味着在HDD产品上,同样存在“断供”的风险,对国家数据安全也容易造成一定程度的威胁,为此倪光南院士就在不久前的一次演讲中,也公开支持SSD取代HDD。

近年来,政策方面对于国产SSD的发展给予了大力支持。2022年,工信部发布了《中国制造2025》,明确提出要加强新型存储器等关键技术的研发和产业化。此外,国家发改委和科技部也相继出台了一系列政策,支持国产SSD的发展。

借着政策的东风,中国SSD产业在过去几年的发展中逐渐成熟,根据IDC的数据显示,2023年中国SSD市场份额排名前五的厂商中有四家是国内企业,且国产SSD市场份额已经超过了60%,并且还在不断扩大。

国产SSD技术不断创新 国产SSD在技术上也不断取得突破。例如,2023年,长江存储推出了自主研发的第三代Xtacking技术,使得SSD的存储密度和性能得到了更大的提升。此外,国产SSD厂商还在不断加强自主研发的控制器芯片,以提高SSD的性能和可靠性。

同时从市场需求的角度,随着云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展,数据中心对存储设备的需求也在不断增长。由于SSD在速度、耐用性和节能等方面的优势,从HDD全面转向SSD已成为一个必然选择。

如果类比汽车的发展史,SSD就像是”电动车”,效率超高,性能领先十倍以上,HDD就像燃油车使用机械驱动,效率低,性能较差。无论燃油车有多么高超的工业设计基础,但这种取代本质上是降维打击,所以,以SSD等电子技术为代表的先进生产力必将替代落后的机械传动,同样像“物种进化”那样,是一种自然选择。

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评论列表
  • 2023-12-15 10:27

    目前SSD比HDD存储数据时间上,还有一定差距 !?SSD短时存储没问题,时间长了容易丢数据 !?

  • 2023-12-15 11:41

    谨慎啊,这玩意数据一丢就恢复不过来了!

  • 2023-12-15 10:42

    故障率有点高