Накопители на жестких магнитных дисках уходят в прошлое

Падение цен на твердотельные диски приведет к радикальному изменению инфраструктур хранения данных.

Производители устройств хранения данных вошли в XXI век, будучи обремененными тяжелым багажом устаревших технологий. Базовому интерфейсу IDE уже больше 20 лет, а интерфейс SCSI был изобретен еще в 1979 г. Но, по-видимому, наиболее проблемным является сам информационный носитель — вращающийся магнитный диск, который вполне может отказать, функционируя даже в таком центре обработки данных (ЦОД), где созданы наилучшие условия для эксплуатации оборудования. Поломка же одного накопителя на жестких магнитных дисках (НЖМД), не говоря уже о выходе из строя целого дискового массива, приводит к утрате данных.

К счастью, сейчас имеется более надежная альтернатива НЖМД. Это твердотельные накопители (Solid-State Drives — SSD), иногда именуемые флеш-дисками, в которых движущихся частей нет вообще. Такой накопитель состоит из ОЗУ большой емкости, подключенного к встроенному контроллеру. С точки зрения взаимодействия с внешним дисковым контроллером SSD-накопитель ничем не отличается от винчестера. Но между ними есть принципиальное различие в конструктивном исполнении — отсутствие движущихся деталей в SSD-устройстве. Вместо управления шпинделем и набором магнитных головок встроенный контроллер этого устройства «занимается» информационным обменом с модулями ОЗУ, передавая данные внешнему дисковому контроллеру, который, в свою очередь, транслирует их хост-системе. Доступ к хранящейся информации при этом является почти мгновенным.

Устройства SSD не только превосходят НЖМД по быстродействию, они еще и экономичнее. Например, установленный в ноутбуке компании Samsung 2,5-дюймовый SSD-накопитель объемом 32 Гбайт потребляет на 95% меньше электроэнергии, чем аналогичный винчестер, обеспечивая в три раза более высокую скорость доступа к хранящимся данным. Еще одним преимуществом SSD-устройства по сравнению с НЖМД является отсутствие шума при его работе.

Далее нужно сказать об охлаждении оборудования в ЦОДе, на что предприятия ежегодно тратят миллионы долларов. Моторы НЖМД выделяют значительное количество тепла, которое необходимо отводить. Конечно же, SSD-накопители тоже нагреваются, но их тепловыделение значительно меньше.

Облегчение бумажника

А что же можно сказать о минусах твердотельных устройств? В основном это высокая цена. Так, производимый компанией SanDisk 2,5-дюймовый SSD-накопитель с интерфейсом SATA стоит 10,95 долл. в расчете на гигабайт емкости. Но еще в прошлом году 32-гигабайтовый 2,5-дюймовый SSD-накопитель (с аналогичным интерфейсом) фирмы Advanced Media стоил 31,25 долл. за гигабайт. Такое резкое падение цены означает, что SSD-устройства очень скоро могут стать более привлекательной альтернативой НЖМД как для конечных пользователей, так и для ЦОДов.

Правда, НЖМД тоже дешевеют. В 2006 г. жесткие диски SATA стоили всего-навсего 30 центов в расчете на гигабайт емкости. Становится ясно, что SSD-дискам предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем они полностью вытеснят НЖМД с рынка.

Промежуточным пунктом на этом пути являются гибридные накопители, которые имеют как вращающиеся диски, так и оперативную память объемом обычно от 128 до 512 Mбайт, предназначенную для кеширования наиболее часто запрашиваемых данных. Благодаря этому такого рода устройства обеспечивают столь же быстрый доступ к данным, как и SSD-накопители, но при этом стоят они значительно дешевле последних — примерно 1,02 долл. за гигабайт.

Как уже говорилось, одним из преимуществ SSD-устройств по сравнению с НЖМД является более высокая эксплуатационная надежность. В настоящее время ведомство НАСА использует

SSD-накопители в своих критически важных системах — например, в регистраторах полетной информации на космических челноках. Если самые лучшие НЖМД могут выдерживать перегрузки порядка нескольких десятков g, то компания SanDisk предлагает 320-Гбайт SSD-накопитель (с интерфейсом Ultra320 SCSI), способный выдерживать перегрузки до 1500 g в течение 0,5 мс.

НАСА не единственное ведомство, которое использует SSD-устройства. Система Land Warrior, разрабатываемая сейчас для вооруженных сил США, и система Future Warrior, которая со временем должна прийти ей на смену, будут иметь компьютерную подсистему на базе процессора ARM X-Scale, предназначенную для целеуказания, глобального позиционирования, командно-контрольной связи и обработки информации, а для хранения критически важных данных они станут использовать SSD-накопители. Эти две системы разрабатываются для того, чтобы наделить командиров новыми возможностями управления войсками на поле боя, включая передачу целеуказаний бойцам, выяснение состояния их здоровья и определение точного местоположения.

Когда вещь стоит слишком дорого

Какими бы привлекательными ни были SSD-накопители благодаря бесшумности и сверхнадежности работы, низкому энергопотреблению и небольшому тепловыделению, при слишком высокой цене они не найдут широкого применения в рабочих станциях и серверах. Нынешние высокие цены на SSD-устройства связаны не только с необходимостью решать сложные производственно-технологические проблемы.

При подготовке этой статьи мы узнали, что Министерства юстиции США и Канады начали расследование в отношении крупных производителей SSD-накопителей — компаний Samsung и SanDisk — в связи с предполагаемыми нарушениями ими антимонопольного законодательства. Такое расследование может быть начато и в отношении других производителей запоминающих устройств на базе микросхем ОЗУ, включая компании Hitachi, Lexar, Micron и Toshiba. И хотя сейчас невозможно спрогнозировать, как именно это повлияет на стоимость бездисковых накопителей, результат может быть полезным не только для предприятий, но и для индивидуальных потребителей, если упомянутые выше компании по решению суда будут принуждены открыть другим производителям более широкий доступ к технологиям производства SSD-устройств. Следователи стремятся раскрыть ценовой сговор производителей, нарушающий принципы конкуренции.

В конечном счете SSD-накопители придут на смену НЖМД во всех областях применения последних, и благодаря им в ЦОДах станет тише и прохладнее, а работать они будут надежнее и быстрее..