Partager sur Facebook
Partager sur Twitter
Partager sur Linkedin
Aimant en barre rouge et bleu avec de la poudre de fer montrant des lignes de champ magnétique
getty
Ce sera le premier d'une série de trois blogs sur les progrès du stockage et de la mémoire numériques et les systèmes construits avec ces technologies et comment cela aura un impact sur l'industrie du stockage en 2021. Ce blog initial (comme les blogs de projections des années précédentes) discutera les progrès de l'enregistrement magnétique, qui ont permis l'utilisation de disques durs magnétiques et l'enregistrement sur bande magnétique.
Les expéditions de disques durs sur plusieurs marchés continuent de baisser, car les prix des disques SSD sont bas avec une offre excédentaire de flash NAND sur le marché. à l'aise avec 1 à 2 To de stockage, les SSD sont une option intéressante (souvent avec plus de stockage dans le cloud). En conséquence, les SSD augmentent en pourcentage du stockage PC. De même, les livraisons de disques durs continuent de baisser dans les applications grand public et les applications d'entreprise performantes (par exemple, le passage des consoles de jeux aux disques SSD plutôt qu'aux disques durs sur les derniers modèles).
D'autre part, les disques durs d'entreprise restent près de 10 fois le prix des disques SSD d'entreprise et les disques durs de grande capacité de proximité sont sur une courbe de croissance générale. En particulier, les dépenses des centres de données au début de la pandémie de COVID-19 sur les disques durs de proximité ont stimulé les ventes en 2020, dont nous prévoyons qu'ils auront augmenté à environ 14 % de disques Nearline de plus expédiés en 2020 qu'en 2019. Nous prévoyons une croissance un peu plus lente en 2021 avec 10 % d'unités Nearline supplémentaires en un an en 2020 avec des dépenses pour soutenir le travail à distance et le streaming en 2020).
Les expéditions totales de disques durs 2020 via C3Q 2020 totalisent 190 millions. Nous prévoyons que les expéditions C4Q 2020 se situeront entre 60 et 65 millions d'unités, ce qui se traduira par un total de 250 à 255 millions d'expéditions de disques durs pour l'année civile, en baisse de 19 à 21 % par rapport aux 316,3 millions expédiées en 2019. La baisse totale des expéditions de disques durs entre 2018 et 2019 était de 15,7. %. Les expéditions totales de disques durs projetées en 2021 sont de 214 millions d'unités, en baisse d'environ 15 % par rapport à 2020.
Expéditions HDD historiques et projetées
Image de Coughlin Associates
PLUS POUR VOUS
Lernico comble l'écart de compétences de 6,5 billions de dollars en commençant en Amérique latine avec un apprentissage en ligne basé sur des cohortes
Synopsys, Cadence, Google et NVIDIA sont tous d'accord : utilisez l'IA pour aider à concevoir des puces
L'acquisition de Clarabridge pour 1,125 milliard de dollars par Qualtrics bouleverse le marché de la gestion des commentaires des clients
Les expéditions totales projetées d'exaoctets de disque dur sont estimées à 1,0 zêtaoctet (ZB) en 2020. D'ici 2025, les expéditions totales de capacité annuelle de disque dur devraient dépasser 2,5 ZB.
Le nombre croissant de ventes de disques durs étant destiné à des moteurs Nearline à haute capacité et à marge plus élevée, le prix de vente moyen (ASP) des disques durs a généralement augmenté, comme indiqué ci-dessous jusqu'au C3Q20 (la baisse du C3Q20 était due à l'augmentation du nombre d'appareils informatiques clients, probablement pour travail à distance au cours de ce trimestre).
Historique des prix de vente moyens trimestriels du disque dur (1998 à C3Q20)
Image de Coughlin Associates
Le graphique circulaire ci-dessous montre la part de marché des unités d'expédition jusqu'au C3Q20 pour 2020, qui sera probablement à peu près la même pour l'ensemble de 2020. Notez que la part de Toshiba dans l'activité HDD est remontée à 20 % après avoir traité des problèmes de chaîne d'approvisionnement au début de la Covid pandémie (la part de Toshiba était de 24% en 2019).
Part de marché des disques durs jusqu'au CQ3 2020
Image de Coughlin Associates
Afin de rester compétitifs par rapport aux SSD, les disques durs doivent continuer à augmenter la densité surfacique du disque dur (la quantité d'informations qui peut être stockée sur une zone donnée de la surface du disque). Avantage / To par rapport aux SSD. La figure ci-dessous montre la densité de surface de produit maximale annoncée pour les disques durs, montrant peu d'amélioration de la densité de surface maximale depuis 2015. Certaines personnes dans l'industrie ont déclaré que les augmentations de densité de surface de disque dur ont été d'environ 8 % GAGR.
Croissance de la densité surfacique du produit d'expédition du disque dur
Image de Coughlin Associates
Même si la croissance de la densité surfacique a ralenti, les capacités des disques durs ont augmenté en augmentant le nombre de disques dans le lecteur utilisant des disques durs scellés He. cela doit s'intégrer dans un facteur de forme de disque dur conventionnel de 3,5 pouces, cela entraînerait probablement l'utilisation de substrats de disque en verre ou en vitrocéramique, actuellement utilisés par certains, mais pas par d'autres fabricants de disques durs. Comme mentionné dans notre blog de projection 2020, il y a des idées qui peut permettre à plus de disques dans un facteur de forme de 3,5 pouces, tels que les disques durs L2 avec un vide partiel, d'obtenir un nombre de disques et une densité surfacique encore plus élevés que ce qui est possible avec les disques durs remplis d'He.
Les sociétés de disques durs se sont également tournées vers l'enregistrement magnétique assisté par énergie pour augmenter la densité de surface d'enregistrement magnétique. En 2020, Western Digital et Seagate ont tous deux annoncé qu'ils expédiaient des disques durs à assistance énergétique pour les centres de données et les qualifications d'entreprise. à la tête d'écriture pour réduire la gigue écrite en tant que technologie d'assistance énergétique.
Le produit HDD 20 To de Seagate a mis en œuvre l'enregistrement magnétique assisté par la chaleur (HAMR). WDC et Toshiba ont annoncé au cours des deux dernières années qu'ils prévoyaient de fournir des disques durs utilisant l'enregistrement magnétique assisté par micro-ondes (MAMR). Seagate a prévu que HAMR permettrait des disques durs 30 To en 2023 avec des disques durs de 50 To possibles d'ici 2026.WDC ou Toshiba sont susceptibles d'introduire leurs propres disques durs HAMR ou MAMR en 2021.
Les capacités de stockage des disques durs augmentent à des taux plus élevés que le débit de données des disques durs. Cela provoque des problèmes de conception du système de stockage (tels que des reconstructions de disques plus lentes) et entraîne des développements pour augmenter le débit de données du disque dur. Seagate et WDC ont tous deux démontré disques durs à actionneur d'étage et envoient ces produits pour les qualifications d'entreprise et de centre de données. Il existe des rapports de conceptions de systèmes utilisant des disques durs à actionneur à double étage qui pourraient entraîner des annonces de systèmes de stockage pratiques en 2021.
Seagate et WDC utilisent tous deux des cœurs RISC-V dans leurs produits de stockage, WDC semble être passé à près de 100 % de processeurs RISC-V dans leurs SSD, disques durs et systèmes de stockage (avec leurs cœurs SweRV). Au sommet RISC-V 2020 WDC a déclaré qu'il disposait de deux variétés de cœurs SweRV. Le premier est leur cœur à double thread EH2 pour des IOPS de lecture aléatoire élevées. Le second est leur cœur à faible consommation EL2 pour les séquenceurs et les machines d'état. WDC a également discuté de son OmniXtend qui permet de partager la mémoire principale. avec différents types de processeurs. Seagate a annoncé son utilisation d'un cœur RISC-V pour le traitement en temps réel des informations de contrôle de mouvement pour le positionnement de la tête du disque dur. Seagate utilise également RISC-V pour sa racine de confiance OpenTitan afin de fournir des données dignes de confiance au bord.
La bande magnétique utilise la même technologie d'enregistrement magnétique de base que les disques durs. Ces produits continuent de jouer un rôle important dans l'archivage des données pour le cloud ainsi que pour les centres de données sur site. Bande magnétique LTO est le leader de la bande magnétique avec environ 80 % du marché et la bande d'entreprise IBM constitue la majeure partie du reste. En 2019, LTO-9 a été introduit avec une capacité de stockage native de 18 To (il était initialement prévu à 24 To). La feuille de route LTO révisée est présentée ci-dessous.
Feuille de route de capacité de bande magnétique LTO
Image d'Ultrium LTO
Le consortium Ultrium LTO projette sa génération 10 comme deux fois la capacité de stockage native de LTO 9 et les générations futures devraient fournir une augmentation de capacité 2X par rapport à la génération précédente. La bande LTO 9 a une densité surfacique d'enregistrement magnétique d'environ 13,5 Gbpsi, tandis que la densité surfacique du disque dur est un peu plus de 1 Tbpsi (la bande a environ 1/10
e
la densité surfacique des disques durs). Par conséquent, la bande magnétique dispose de nombreuses technologies magnétiques qui pourraient être appliquées pour augmenter la capacité de stockage sur bande.
IBM et Fujifilm ont fait une démonstration de technologie de bande magnétique en 2015 montrant une densité surfacique de 123 Gb/s utilisant une bande de particules de ferrite de baryum (BaFe) (rendant une cartouche de bande d'un demi-pouce de 220 To possible). IBM et Sony ont atteint un 201 Gbpsi (rendant une cartouche de bande de 330 To possible). ) ont pulvérisé des supports magnétiques lors d'une manifestation en 2017.
En décembre 2020, IBM et Fujifilm ont démontré la densité de surface d'enregistrement sur bande magnétique la plus élevée au monde de 317 gigabits par pouce carré (Gbpsi), permettant une cartouche de bande d'un demi-pouce de 580 To. Cela représenterait une capacité de stockage native 29 fois supérieure à la plus grande cartouche de bande d'entreprise d'IBM à 20 To. .La bande magnétique est largement utilisée pour l'archivage des données et fournit un stockage peu coûteux pour les données qui ne nécessitent pas un accès rapide. La bande est utilisée dans les principaux centres de données pour leur stockage à froid. Le marché total des supports de bande magnétique, des lecteurs et des bibliothèques de bandes est probablement supérieur à 2 milliards de dollars. La dernière démonstration d'IBM et de Fujifilm a utilisé des supports magnétiques à particules de ferrite de strontium (SrFe).
IBM est le seul fabricant de lecteurs de bande magnétique et Fujifilm et Sony sont les seuls fabricants restants de bande magnétique. Les chercheurs d'IBM soulignent qu'en raison de la disponibilité de la technologie d'enregistrement magnétique qui pourrait être utilisée dans qu'elle peut se poursuivre à une croissance de la densité surfacique de 34 % par an. Ils ont comparé cela à la croissance récente de la densité surfacique des disques durs, qui a été de l'ordre de 8 % par an de croissance de la densité surfacique ces dernières années.
Le graphique d'iNSIC, un groupe commercial de l'industrie du stockage, est présenté dans le graphique ci-dessous, montrant la croissance de la densité surfacique des produits HDD et de démonstration ainsi que la croissance de la densité surfacique des produits d'expédition de bandes, y compris la démonstration de 317 Gbpsi.
Feuille de route entre la bande iNSIC et le disque dur
Image de l'iNSIC
Les gens d'IBM ont estimé que parce que la croissance de la densité surfacique de la bande dépasse largement celle des disques durs, cette bande déplacerait les disques durs pour un stockage plus froid. % de croissance annuelle de la densité de surface au cours des prochaines années, de sorte que l'avantage de la bande magnétique peut ne pas être aussi important.
L'utilisation des disques durs est en baisse pour de nombreuses applications, mais elle est de plus en plus utilisée pour le stockage secondaire dans les centres de données (avec des disques SSD de plus en plus utilisés pour le stockage principal) avec des disques durs de proximité à haute capacité. La bande magnétique est utilisée par de nombreuses entreprises et centres de données cloud pour les données à long terme. archivage. Pour toutes ces technologies d'enregistrement magnétique, des capacités plus élevées seront nécessaires pour stocker l'explosion de données attendue au cours de la prochaine décennie.
