即將步入尾聲的2023年,可說是市售儲存媒體的容量規格突破年,3種主要儲存媒體——SSD、硬碟與磁帶,都在容量規格有了顯著進展,SSD與磁帶都突破原有的容量增長停滯,硬碟容量也有穩步增長。
SSD容量擴展新進展
Solidigm於2023年中推出的D5-P5336,可算是近年來SSD容量規格發展的重要里程碑,一舉以61.44TB的最大容量,打破市售通用SSD產品30TB層級天花板,終結長達5年的SSD容量成長停滯。
事實上,自三星於2018年推出業界首款30TB容量等級SSD產品PM1643之後(30.72TB),到Solidigm的D5-P5336問世之前,這段期間,也有一些廠商推出容量超過30TB等級的SSD產品,但未獲得普遍採用。
其中最早提供這規模產品的是Seagate,早在2016年便曾展出容量高達60TB的SSD,但這款產品最終只停留在原型樣品,並未上市。而在實際上市的產品中,Nimbus Data在2018年發表的ExaDrive DC SSD,最大容量達到100TB,稍後這款產品在2020年正式上市後,則提供最大64TB與100TB的容量。
不過Seagate與Nimbus Data這2款超高容量SSD,其實是以較大的外型尺寸來換取更大容量,都採用3.5吋規格,而非SSD標準的2.5吋規格。以Nimbus Data的3.5吋規格100TB SSD為例,整臺裝置的容量雖然比2.5吋的30.72TB SSD高出3.3倍,但以儲存密度計算,其實只高了不到20%。
在2020年後,又陸續出現幾款容量超過30TB的專屬SSD模組產品,例如IBM在2020年底發表的第2代FCM儲存模組,基於QLC快閃記憶體,在2.5吋U.2規格提供最大為38.4TB的容量,高出市售的30.72TB SSD的比例達25%,但FCM是搭配IBM自身FlashSystem儲存陣列的專屬儲存模組,並非通用產品。
2022年中,Pure Storage發表FlashBlade//S全快閃儲存系統,也同步推出基於QLC快閃記憶體、最大容量達到48TB的DFM儲存模組(DirectFlash Module),較市售30TB SSD多出近60%容量,但DFM模組也不是通用規格產品,僅能搭配Pure Storage FlashBlade使用。
直到Solidigm今年推出的D5-P5336,才真正讓市售的「通用標準SSD」,突破30TB容量層級,藉由結合QLC快閃記憶體與192層3D堆疊技術,在標準的2.5吋U.2規格上,就能提供61.44TB的容量,預期在接下來的2、3年內,這會是市場上容量最大的通用型SSD產品。
磁帶容量的的新高峰
作為長期備份、歸檔儲存應用的磁帶,先前也在20TB容量門檻停滯了5年多,直到IBM於2023年9月發表的TS1170,才一舉將磁帶容量提升到50TB等級。
在新興儲存技術的擠壓下,過往發展十分豐富的磁帶規格生態系,現在只剩2大主流磁帶規格仍在持續發展,包括LTO組織推動的LTO Ultrium開放規格,以及IBM專屬的3592系列。
3592系列雖然是IBM專屬規格,容量規格的發展卻比開放的LTO更快。LTO的最新世代規格,也就是2020年9月發布、2021年9月正式上市的LTO-9,單卷磁帶容量只達到18TB,然而IBM 3592家族早在2018年推出的第6代產品TS1160,就已提供單卷20TB容量。而最新的第7代產品TS-1170,透過使用新的JF規格磁帶更能達到50TB原生容量,較LTO-9高出2.5倍。事實上,即便是LTO聯盟規畫中的下一代規格LTO-10,原生容量也只達到36TB,仍遜TS-1170一籌。因而,至少在接下來5年內,TS-1170都將是容量最大的磁帶規格。
穩步增長的硬碟容量
不同於存在著容量成長停滯期的SSD與磁帶,硬碟領域的容量一直都在穩定增長。市售硬碟容量規格在近7年來增加一倍,最大容量從12TB逐步提升到24TB。
12TB容量硬碟是從2017年初開始出貨,緊接著14TB硬碟也在2017年底問世,2019年中又出現16TB硬碟。到了2020年,第1款18TB容量硬碟正式上市,接著2021年突破20TB容量,20TB硬碟開始出貨,隨後在2022年中進入22TB時代,WD、Seagate、Toshiba這3大廠,分別在2022年中、2023年初與2023年中,推出22TB硬碟產品。時序邁入2023年底的此刻,Seagate發表第1款24TB容量硬碟產品Exos X24,進一步刷新市售硬碟容量紀錄。
部分供應商還能提供容量更大的硬碟產品,如WD早在2022年中便發表容量更大的26TB硬碟產品,名為Ultrastar DC HC670,Seagate在2023年底推出的Exos X24,也有28TB容量版本,但這2款硬碟都是採用疊瓦式磁紀錄技術(SMR),必須搭配存取架構與錯誤修正技術方面的調整來使用,不適合通用儲存應用,目前只供應給特定OEM廠商與大型用戶。
所以,目前市售的最大容量硬碟,應該還是以Seagate為首,也就是基於傳統磁紀錄技術(CMR)的24TB版本Exos X24。
這樣的發展速度看似穩健,但其實已落後這些硬碟廠商先前提出的產品路線規畫,例如Seagate原本宣稱今年底便能推出30TB硬碟,Toshiba也計畫年底推出26TB硬碟,但實際上都未兌現原先的規畫。
SSD領跑儲存媒體容量規格發展
SSD、磁帶、硬碟等3大儲存媒體的容量發展,在2016到2018年間曾達到交會點,規格都達到14、15TB左右,當時硬碟最大容量是14TB,SSD是15.36TB,磁帶是15TB(IBM TS1155),接下來SSD與磁帶都在2018年突破20TB容量,SSD還一舉躍升到30TB,相形之下,硬碟的容量增長速度明顯已開始跟不上SSD與磁帶的腳步。
到了2023年的現在,硬碟容量雖然成長到24TB以至28TB,磁帶卻已達到50TB,標準市售SSD更達到61TB。
硬碟廠商正在努力追趕,希望能加快腳步提供更大的儲存容量。例如WD在今年8月宣稱,已將28TB硬碟樣品送交用戶測試,Seagate也在9月證實,已將採用熱輔助磁紀錄技術(HAMR)的32TB硬碟樣品送測,預期市售硬碟容量在1、2年內便能突破30TB容量大關。
在Seagate的規畫中,透過HAMR技術,預計在2025年將可推出50TB硬碟,在2030年甚至將達到100TB。而在Toshiba的硬碟發展路線圖中,也預定2025年推出35TB硬碟,在2026年以後推出40TB以上的硬碟。
不過即便硬碟廠商能兌現路線圖的承諾,仍然遠遠跟不上SSD的發展。若撇除標準規格與通用性的限制,一些廠商「現在」就已能提供容量更大的SSD產品,例如前面提到Nimbus Data的100TB容量ExaDrive DC SSD,另外Pure Storage也在2023年中發表75TB容量DFM模組,可搭配儲存陣列FlashArray//E、//X、//C系列,他們還預定2026年推出容量高達300TB的DFM模組。
除了前述專屬SSD模組外,依我們的預估,到了2020年代後半,透過QLC快閃記憶體的普遍應用,100TB容量等級的標準通用規格SSD,應該也將是市場常態。
硬碟的容量提升速度不僅遠遠落後於SSD,與磁帶相比也已有所不及。儘管磁帶的更新週期更長,平均3到4年才能更新一代,但每一次變革都能帶來翻倍的容量增長。以LTO磁帶而言,若能維持正常的更新週期,在2030年前後應可達到72TB或144TB容量(LTO-11與LTO-12),若是IBM 3592系列磁帶,則應該能達到單卷80TB或160TB容量,都較硬碟更勝一籌。
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