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HDD與SSD，誰能(néng)引領未來的數據存儲，今天就讓我們一探未來的究竟。 

固态硬盤（SSD）和機械硬盤（HDD），誰能(néng)引領未來的數據存儲，其實這個問題的問法就有(yǒu)些問題。不同類型存儲設備之間并不是一種直接競争的關系，而是更像一種互補。未來的數據增長(cháng)不僅帶來巨大的挑戰，還蘊含着潛在的機遇。我們需要機械硬盤和固态硬盤兩者在他(tā)們更擅長(cháng)的領域為(wèi)我們做出貢獻。

機械硬盤扮演的角色

磁介質(zhì)作(zuò)為(wèi)一種成熟的存儲技(jì )術，在數據存儲生态系統中(zhōng)已是根深蒂固。此外，不僅數據傳輸界面和協議（SAS和SATA）已針對磁盤驅動器做了優化，許多(duō)應用(yòng)也是設計為(wèi)以磁盤驅動器作(zuò)為(wèi)主要存儲設備。如果某些應用(yòng)需要極高的性能(néng)（比如内存中(zhōng)計算），數據經常會被存儲在緩存（SRAM）或内存（DRAM）中(zhōng)。 

閃存的誕生

在過去的三四十年中(zhōng)，CPU的性能(néng)大幅提升，能(néng)夠同時運行多(duō)個不同的計算工(gōng)作(zuò)負載。針對這樣的高要求計算環境，CPU經常會需要利用(yòng)自帶緩存和内存。處理(lǐ)器與磁盤存儲介質(zhì)之間的性能(néng)差異急需一種全新(xīn)的存儲介質(zhì)來提供支持，這便是我們今天常見的固态硬盤（SSD）。

固态硬盤用(yòng)半導體(tǐ)的NAND閃存作(zuò)為(wèi)基礎的存儲介質(zhì)，不僅具(jù)備更高的性能(néng)，更低的能(néng)耗，還具(jù)備超越磁介質(zhì)存儲容量的潛力。1991年SunDisk（也就是後來的SanDisk）發售了基于閃存的SSD，一款2.5英寸、20MB容量的HDD替代産(chǎn)品，主要用(yòng)于當時的IBMThinkPad筆(bǐ)輸入計算機。在當時的OEM價格大約是1000美金，也就是每MB50美金。随着科(kē)技(jì )的不斷進步和閃存技(jì )術的不斷創新(xīn)，現如今的閃存存儲成本已經下降至當時的5萬分(fēn)之一，也就是每GB1美元，正因為(wèi)如此，閃存才逐漸成為(wèi)主流。

如何對比閃存和機械硬盤？

直至今日，閃存産(chǎn)品無論在規格參數（2.5英寸）上還是傳輸協議上（SATA、SAS）都在利用(yòng)HDD的标準，以便降低在基礎架構中(zhōng)的應用(yòng)難度。盡管閃存帶來了許多(duō)優點，但是在價格上HDD仍略勝一籌。然而在數據中(zhōng)心環境中(zhōng)，這種優勢地位很(hěn)容易發生改變，因為(wèi)許多(duō)工(gōng)作(zuò)負載在閃存設備中(zhōng)運行反而能(néng)夠依托其高性能(néng)和低能(néng)耗特點降低總體(tǐ)擁有(yǒu)成本（TCO）和總體(tǐ)采購(gòu)成本（TotalCostofAcquisition，TCA）。

另一方面，機械硬盤能(néng)提供為(wèi)傳統企業應用(yòng)和關鍵業務(wù)支持量身定制的特性和優勢。這種優勢主要體(tǐ)現在高存儲容量、低性能(néng)要求的順序讀取應用(yòng)中(zhōng)，通常在這種應用(yòng)中(zhōng)，存儲容量成本優勢更為(wèi)突出。當然HDD還可(kě)以進行短行程控制（比如将數據存儲在最外層），作(zuò)為(wèi)一種提升磁盤驅動器性能(néng)的方式，不過這也會造成可(kě)用(yòng)存儲容量成本的提升。

為(wèi)什麽我們需要不同的存儲設備？

企業需求随着不斷複雜化的工(gōng)作(zuò)負載（ERP、CRM、SCM、數據庫、内容緩存、數據挖掘和預測分(fēn)析等）和支持它的基礎架構（虛拟化、軟件定義存儲、公(gōng)有(yǒu)雲和私有(yǒu)雲等）發生改變。這些繁多(duō)的工(gōng)作(zuò)負載和基礎架構選項推動了對性能(néng)、容量、耐用(yòng)性、尺寸和架構提供全頻譜支持的存儲解決方案的需求。這主要是因為(wèi)不同工(gōng)作(zuò)負載間的差别在顯著擴大，殺雞用(yòng)牛刀(dāo)并不能(néng)為(wèi)企業提供應有(yǒu)的經濟價值。

在當下，存儲介質(zhì)的選擇已不僅僅是HDD與SSD的比拼，創新(xīn)的存儲技(jì )術，比如我們的氦氣密封硬盤能(néng)帶來業内少有(yǒu)的12TB大容量硬盤，疊瓦式磁存儲硬盤（SMRHDD）也推動了HDD在容量、功耗和可(kě)靠性上的進步。而SSD也在尺寸規格、超高性能(néng)和其他(tā)特性上有(yǒu)不斷創新(xīn)，支撐起了複雜的企業工(gōng)作(zuò)負載和雲架構需求。

HDD和SSD的發展将走向何方？

上圖展示了HDD和SSD性能(néng)和價格的發展趨勢。左圖展示了SSD不僅能(néng)通過傳統的SATA和SAS協議達到高性能(néng)，還能(néng)通過獨特的接口（比如PCIe）直連到CPU，達到更高性能(néng)。

右圖中(zhōng)展示了SSD和HDD間的價格差異走勢。諸如X4 NAND等創新(xīn)技(jì )術将能(néng)夠加速價格走勢的融合，并為(wèi)閃存打開新(xīn)的工(gōng)作(zuò)負載應用(yòng)場景。

NVMe^TM——一種新(xīn)的協議

非易失性存儲快傳（Non-Volatile Memory Express）标準是企業SSD家族中(zhōng)較新(xīn)的成員，也是SSD産(chǎn)品進化史中(zhōng)的一個關鍵裏程碑，通過PCIe接口與CPU直連，優化非易失性内存存儲。NVMe協議着重于多(duō)線(xiàn)并行、低延遲的數據到閃存設備途徑，與CPU并行類似，能(néng)夠降低IO消耗并最終提高性能(néng)。NVMe同時也比SCSI和ATA協議占用(yòng)更少的CPU資源，相比SAS或SATA協議，NVMe能(néng)夠在更少的設備上運行要求嚴格的工(gōng)作(zuò)負載并降低物(wù)理(lǐ)硬件足迹。此外還能(néng)提供多(duō)通路的輸入輸出和在PCIe端口的命名(míng)空間共享。由此帶來了在線(xiàn)固件更新(xīn)、端到端數據保護和帶外設備管理(lǐ)等優勢特性。

NVMe存儲設備已展示其在性能(néng)上的領先地位，不僅具(jù)備高達1.2M的IOPs，還包含其他(tā)許多(duō)額外優勢（比如上述的優勢特性）。通過利用(yòng)NVMe閃存，數據庫、虛拟化、數據挖掘、實時分(fēn)析等高性能(néng)計算應用(yòng)能(néng)夠達到高吞吐量和低延遲的又(yòu)一個巅峰。

不過另一方面，并不是所有(yǒu)的企業和應用(yòng)都需要所有(yǒu)NVMe能(néng)交付的強大性能(néng)。許多(duō)其他(tā)應用(yòng)，比如啓動、登陸、緩存、索引和IoT架構中(zhōng)，都隻需要較高的性能(néng)且沒有(yǒu)其他(tā)的特别要求。因此NVMe的市場也被劃分(fēn)為(wèi)兩塊，即性能(néng)NVMe和關鍵NVMe。關鍵NVMe所面對的是巨大的增長(cháng)潛力，因為(wèi)目前的許多(duō)應用(yòng)都已做好準備接受這種新(xīn)技(jì )術。

數據中(zhōng)心的進化

發展永無止境，企業也不斷面臨着越來越大的成本和運營壓力，不僅要實現業務(wù)的拓展，應用(yòng)新(xīn)的工(gōng)作(zuò)負載并保有(yǒu)大量的數據以獲得業務(wù)洞察力，也需要不斷的提升底線(xiàn)，以便獲得更強的競争力。這種嚴苛的目标正在催生出新(xīn)的系統架構，比如離散式、虛拟化和超融合架構來提升系統敏捷性、可(kě)管理(lǐ)性、和整體(tǐ)系統使用(yòng)率，讓企業從數據中(zhōng)獲取更大的價值。

HDD和SSD都将在大數據和快數據領域發揮其獨特的作(zuò)用(yòng)。我們将會目睹固态硬盤産(chǎn)品價格不斷下降，也會看到NVMe閃存開創新(xīn)的可(kě)能(néng)性。随着更新(xīn)、更多(duō)功能(néng)的存儲設備的誕生，我們還将目睹新(xīn)的系統架構如何實現企業IT架構收益的最大化。作(zuò)為(wèi)存儲系統的龍頭企業，我們了解客戶針對獨特工(gōng)作(zuò)負載和相應的存儲介質(zhì)的需求，無論是可(kě)靠性、耐用(yòng)性、尺寸規格或是能(néng)量消耗，我們都将針對最新(xīn)的需求不斷推進技(jì )術的進步。随着存儲設備的不斷發展，我們面臨的問題将不是HDD與SSD之間的抉擇，而是如何為(wèi)自己的業務(wù)應用(yòng)找到最合适的解決方案。