Hojas de ruta de almacenamiento de IEEE: La capacidad cuádruple de SSD se disparará para HDD y cintas 28 comentarios
La asociación industrial IEEE ha pronosticado en forma de hojas de ruta el desarrollo futuro de dispositivos de almacenamiento masivo como NAND, HDD y cintas. Se espera 3D NAND con 8 Tbits ya en 2029. Se espera que las ventas de discos duros vuelvan a aumentar significativamente pronto y el almacenamiento en cinta pronto podría almacenar 1.500 TB por cinta.
El informe IEEE International Roadmap for Devices and Systems Mass Data Storage examina los pronósticos para las principales categorías de almacenamiento para sistemas informáticos. ¿Qué podemos esperar en términos de desarrollo técnico en los años y décadas venideros? La asociación profesional Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos intenta dar respuesta a esta pregunta en forma de hojas de ruta.
Representantes de IBM, Kioxia y Western Digital también contribuyeron al informe, escrito por Tom Coughlin y Roger Hoyt.
Se espera flash NAND de 8 Tbit en 2029
La memoria flash NAND se ha convertido en el dispositivo de almacenamiento masivo más importante de los últimos años. En forma de SSD, han sustituido casi por completo a los discos duros mecánicos (HDD) de los PC y también se encuentran en los smartphones, las tarjetas de memoria y las memorias USB.
El flash NAND se ha producido como NAND 3D con capas de células superpuestas durante 10 años. El número de capas se ha incrementado continuamente para acomodar aún más bits en la misma área. Si bien inicialmente había 32 capas para chips MLC con 128 GB de capacidad de almacenamiento, la industria ahora ha alcanzado más de 200 capas para chips TLC con 1 Tbit de volumen de almacenamiento.
El aumento de la densidad de la superficie ha reducido el coste por bit. Pero apilar más y más niveles hace que la producción sea compleja. Cada vez se requieren más procesos de trabajo, por lo que el ahorro de costes es cada vez menor. Por ello, los fabricantes buscan otras formas de aumentar aún más la capacidad de almacenamiento. Esto incluye la medida de acomodar más bits por celda de memoria. TLC con 3 bits es actualmente el estándar común. Sin embargo, el QLC de 4 bits está cada vez más extendido y el PLC de 5 bits por celda ya funciona al menos como prototipo.
Hoja de ruta de IEEE para NAND flash hasta 2029 (Imagen: IEEE)
Kioxia y Western Digital han conseguido la mayor capacidad de almacenamiento hasta la fecha, 2 Tbits, con su BiCS8 QLC Flash, que la hoja de ruta del IEEE aún omite. La asociación espera los primeros chips NAND de 4 Tbit en 2027 y en 2029 habrá 8 Tbit, lo que cuadriplicaría el status quo. Al menos en teoría, serían posibles unidades SSD M.2 con hasta 32 TB en lugar de los 8 TB anteriores. Sin embargo, debido a que la memoria flash NAND es costosa en estos tamaños, es probable que los fabricantes utilicen menos inicialmente para sus productos de consumo.
Sin embargo, aquí no se hace ninguna previsión sobre el coste de la memoria flash NAND por terabyte en cinco años. Se espera que el número de capas celulares aumente a más de 500 a partir de 2027. Hace unos años, Samsung se atrevió a estimar que serían posibles más de 1.000 capas en 2030.
Los discos duros vivirán un auténtico boom
Cada vez se venden menos discos duros. En 2022, sólo se han vendido 166 millones de unidades en todo el mundo, frente a los más de 500 millones diez años antes. Aunque la capacidad de almacenamiento en disco ha aumentado significativamente durante este período, la necesidad de este tipo de almacenamiento masivo continúa disminuyendo. Los discos duros ya casi no desempeñan un papel en los ordenadores de sobremesa y portátiles. Los discos duros siguen teniendo una gran demanda en los servidores de almacenamiento sólo por su inmejorable precio por terabyte. Y las nuevas aplicaciones que requieren altos requisitos de almacenamiento, como los programas de inteligencia artificial, podrían incluso reactivar las ventas de discos duros mecánicos en los próximos años.
Para 2028, la hoja de ruta del IEEE predice que se venderán por primera vez más de 200 millones de discos duros. El formato de 2,5 pulgadas, que actualmente sólo se encuentra en discos duros externos, desaparecerá. Durante este período se esperan hasta 60 TB por unidad y costos tan bajos como $3,5 por terabyte.
Hoja de ruta IEEE para unidades de disco duro (HDD) (Imagen: IEEE)
Según unas previsiones muy ambiciosas y, por tanto, potencialmente aproximadas, se espera que en 2037 las ventas de discos duros vuelvan a superar los 350 millones de unidades al año. A continuación, se espera que los discos duros de 3,5 pulgadas ofrezcan hasta 100 TB de volumen de almacenamiento por menos de 200 dólares cada uno. Actualmente se pagan más de 500 dólares por discos duros de 24 TB. Los discos duros de 30 TB aún no se venden públicamente, pero son técnicamente viables.
Si bien tecnologías como HAMR y MAMR seguirán aumentando la densidad de área y, por tanto, la capacidad de almacenamiento en disco magnético, las predicciones de un mayor rendimiento son aleccionadoras. Esto significa que poco cambiará aquí en las próximas décadas. El acceso a los datos sigue siendo significativamente más lento que con los SSD. Gracias a la tecnología de múltiples actores es posible alcanzar al menos el doble de caudales.
Hoja de ruta del almacenamiento en cinta
El IEEE también confirma que el almacenamiento en cinta tiene una larga vida útil. Hace apenas unos años se alcanzó un nuevo récord de ventas.
Se espera que la capacidad máxima de almacenamiento, actualmente de unos 45 TB (comprimidos), con LTO-9, alcance más de 300 TB en 2031. Incluso se esperan cintas de 1.550 TB o 1,55 petabytes en 2037.
Hoja de ruta IEEE para el almacenamiento en cinta (Imagen: IEEE)
Es una buena idea echar un vistazo a la hoja de ruta del programa LTO que se actualiza periódicamente. Esto proporciona hasta 576 TB sin comprimir y hasta 1440 TB para datos comprimidos para la generación LTO-14, pero no proporciona ninguna información de tiempo.
Hoja de ruta de LTO 2022 (Imagen: Programa LTO)
Hoja de ruta para discos ópticos
El almacenamiento óptico de datos en forma de disco tampoco está obsoleto. Sin embargo, el IEEE no prevé ningún desarrollo adicional para el estándar Blu-ray. Alrededor de 200 GB de capacidad de almacenamiento con expansión BDXL es el final de la gama. A las tiendas habituales sólo han llegado modelos de hasta 128 GB.
Se espera que el Archival Disc, desarrollado por Sony y Panasonic, alcance una capacidad de almacenamiento de 1 TB en los próximos años y duplique la velocidad máxima de transferencia de datos hasta los 750 MB/s con un precio más bajo por terabyte, según las previsiones. ser superior a BDXL en todos los aspectos importantes.
Hoja de ruta del IEEE para soportes de datos ópticos (Imagen: IEEE)
Se supone que el DataFilm Disc (DFD) de la startup Folio Photonics es incluso más barato por terabyte. Se trata de una nueva tecnología de archivo a largo plazo que, según los planes actuales, solo se utilizará comercialmente a partir de 2026. Inicialmente se respaldan entre 500 GB y 1 TB de datos en 16 capas. Para 2037, se espera que 64 capas con mayor densidad de datos permitan un DFD de 64 TB.
El coste por terabyte se estima actualmente en 3 dólares. A medida que avanza el proceso, se espera que el precio por terabyte caiga a menos de 1 dólar. Sin embargo, los costos de una formación adecuada siguen siendo elevados.
Temas: Almacenamiento en cinta 3D NAND Discos duros Almacenamiento flash HAMR MAMR Almacenamiento óptico Medios Tecnologías de almacenamiento Almacenamiento SSD Fuente: IEEE (PDF)
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