截止到2024年年底,Solidigm、美光、三星、慧荣、SK海力士、大普微等都宣布要做60TB甚至120TB以上容量的SSD。在大容量的帮助下,闪存存储在价格、性能、数据中心机架数量和电力消耗上发生了怎样的变化呢?
带着这一问题,著名存储媒体人Chris Mellor进行了一次测量,利用超微的2U带12个HDD盘位和2U带24个SSD盘位的机箱进行计算。
先来看容量的优势。
2U带12个盘位的机箱,如果用上最大容量的32TB HDD硬盘,一共是384TB。40U的机架可以放置19个2U的机箱,算下来就是7296TB。
而2U带24个SSD盘位的机箱,则可以提供2928TB,加上3:1的数据重删效果后,最后就是8784TB。同样放19个机箱,则可以提供166896TB的容量。两者相差了22.8倍。
从性能方面来看。
32 TB的HDD延迟为4.16毫秒,32 TB HDD持续传输速率为269 MBps。相比之下,122TB SSD的延迟是30微秒,顺序度带款为14600 MBps,相差了54倍。
看到这里,就能发现,一个用了122 TB SSD的40U机架,可以替代23个装满32 TB硬盘的机架,并提供54倍的读取带宽。
如果用SSD替换HDD硬盘,意味着将节省大量的数据中心空间、冷却需求和电力成本,同时性能比硬盘机架高出50倍。
功耗差异,大容量QLC优势明显。
硬盘和SSD的功耗情况可参考Solidigm-Signal65的研究,该研究评估了使用122.88 TB QLC SSD、TLC SSD,以及TLC SSD与24 TB HDD混合部署,三种方式构建100 兆瓦AI数据中心的情况,总容量分别为1 PB、5 PB和10 PB。
研究中,通过活跃功耗和闲置功耗的加权平均值计算得出每种硬盘的最终功耗。122.88TB Solidigm QLC SSD的平均功耗为14.3W(90%读取/10%写入),闲置功耗为5W。而24TB硬盘的活跃功耗为8.2W,闲置功耗为6.5W。
随着容量的增加,QLC的功耗效率优势逐渐显现。与TLC相比,当容量从1 PB增加到10 PB时,QLC的功耗优势介于3.3%到19.5%之间。而与混合HDD环境相比,当容量从1 PB增加到10 PB时,功耗优势介于32.9%到79.5%。
QLC硬盘不仅有更高的存储密度,同时提供了闪存的高性能,使其成为许多典型HDD环境的有吸引力的替代方案。虽然HDD在单位容量成本上具有显著优势,但考虑到总拥有成本(TCO),SSD展现出了更强的竞争力,尤其在高密度存储场景中。
希捷则提出三点理由反对SSD全面取代HDD的说法。首先,SSD价格远高于HDD,预计到2027年仍无法匹敌。而且,由于产能瓶颈,NAND产能在短期内无法满足替代HDD的市场需求。此外,许多近线存储负载并不需要SSD的高性能。