IEEE Storage Roadmaps: Firedobbelt SSD-kapacitet til at skyde i vejret for HDD’er og bånd 28 kommentarer
Brancheforeningen IEEE har forudset den fremtidige udvikling af masselagringsenheder som NAND, HDD og tape i form af køreplaner. 3D NAND med 8 Tbits forventes allerede i 2029. Salget af harddiske forventes snart at stige markant igen, og båndlageret kan snart lagre 1.500 TB pr. bånd.
IEEE International Roadmap for Devices and Systems Mass Data Storage-rapporten undersøger prognoser for større lagerkategorier til computersystemer. Hvad kan vi forvente af teknisk udvikling i de kommende år og årtier? Den faglige sammenslutning Institute of Electrical and Electronics Engineers forsøger at give svar på dette spørgsmål i form af køreplaner.
Repræsentanter fra IBM, Kioxia og Western Digital bidrog også til rapporten, forfattet af Tom Coughlin og Roger Hoyt.
8 Tbit NAND-flash forventes i 2029
NAND flash-hukommelse har vist sig at være den vigtigste masselagerenhed i de senere år. I form af SSD’er har de næsten fuldstændig erstattet mekaniske harddiske (HDD) i pc’er og findes også i smartphones, hukommelseskort og USB-sticks.
NAND flash er blevet produceret som 3D NAND med overlejrede lag af celler i 10 år. Antallet af lag er løbende blevet øget for at rumme endnu flere bits i det samme område. Mens der oprindeligt var 32 lag til MLC-chips med 128 GB lagerkapacitet, har industrien nu nået over 200 lag til TLC-chips med 1 Tbit lagervolumen.
Øget overfladedensitet har reduceret prisen pr. bit. Men at stable flere og flere niveauer gør produktionen kompleks. Der kræves flere og flere arbejdsprocesser, så omkostningsbesparelserne bliver mindre og mindre. Producenterne leder derfor efter andre måder at øge lagerkapaciteten på. Dette inkluderer målet for at rumme flere bits pr. hukommelsescelle. TLC med 3 bit er i øjeblikket den almindelige standard. 4-bit QLC bliver dog mere og mere udbredt, og 5-bit per celle PLC fungerer allerede i det mindste som en prototype.
IEEE køreplan for NAND flash til 2029 (Billede: IEEE)
Kioxia og Western Digital har opnået den højeste lagerkapacitet til dato, 2 Tbits, med deres BiCS8 QLC Flash, som IEEE køreplanen stadig udelader. Foreningen forventer de første 4 Tbit NAND-chips i 2027, og i 2029 vil der være 8 Tbit, hvilket ville firdoble status quo. I det mindste i teorien ville M.2 SSD’er med op til 32 TB i stedet for de tidligere 8 TB være mulige. Men fordi NAND-flash er dyrt i disse størrelser, vil producenter sandsynligvis bruge mindre af det i starten til deres forbrugerprodukter.
Der er dog ikke lavet nogen prognose her for omkostningerne ved NAND-flash pr. terabyte om fem år. Antallet af cellelag forventes at stige til mere end 500 fra 2027. For nogle år siden turde Samsung anslå, at mere end 1.000 lag ville være mulige i 2030.
Harddiske vil opleve et sandt boom
Færre og færre harddiske sælges. I 2022 er der kun solgt 166 millioner enheder på verdensplan, sammenlignet med mere end 500 millioner ti år tidligere. Selvom disklagerkapaciteten er steget betydeligt i løbet af denne periode, fortsætter behovet for denne type masselager med at falde. Harddiske spiller næppe en rolle i stationære og bærbare computere længere. Harddiske er stadig i høj efterspørgsel på lagerservere kun på grund af deres uovertrufne pris pr. terabyte. Og nye applikationer, der kræver høje lagerkrav, såsom AI-programmer, kan endda genoplive salget af mekaniske harddiske i de kommende år.
I 2028 forudsiger IEEE-køreplanen, at mere end 200 millioner harddiske vil blive solgt for første gang. Formatet på 2,5 tommer, som i øjeblikket kun findes på eksterne harddiske, forsvinder herefter. Op til 60 TB pr. drev og omkostninger så lave som $3,5 pr. terabyte forventes i denne periode.
IEEE køreplan for harddiske (HDD) (Billede: IEEE)
I 2037 forventes salget af harddiske ifølge meget ambitiøse og derfor potentielt omtrentlige prognoser igen at nå op på mere end 350 millioner enheder om året. Dernæst forventes 3,5-tommers harddiske at tilbyde op til 100 TB lagervolumen for mindre end $200 hver. Du betaler i øjeblikket over $500 for 24TB-harddiske, der endnu ikke er offentligt solgt, men er teknisk mulige.
Mens teknologier som HAMR og MAMR vil fortsætte med at øge arealetætheden og dermed kapaciteten af magnetisk disklagring, er forudsigelserne om øget ydeevne nøgterne. Det betyder, at lidt vil ændre sig her i løbet af de næste par årtier. Dataadgang forbliver betydeligt langsommere end med SSD’er. Takket være multi-aktør teknologi er mindst dobbelte flowhastigheder mulige.
Køreplan for båndopbevaring
IEEE bekræfter også, at båndopbevaring har en lang levetid. En ny salgsrekord blev nået for blot få år siden.
Den maksimale lagerkapacitet, i øjeblikket omkring 45 TB (komprimeret), med LTO-9, forventes at nå op på mere end 300 TB i 2031. Bånd på 1.550 TB eller 1,55 petabyte forventes endda i 2037.
IEEE Roadmap for Tape Storage (Billede: IEEE)
Det er en god idé at tage et kig på den regelmæssigt opdaterede LTO-programkøreplan. Dette giver op til 576 TB ukomprimeret og op til 1.440 TB for komprimerede data for LTO-14-generationen, men giver ingen timingoplysninger.
LTO-køreplan 2022 (Billede: LTO-program)
Køreplan for optiske diske
Optisk datalagring i diskform er heller ikke forældet. IEEE planlægger dog ingen yderligere udvikling af Blu-ray-standarden. Omkring 200 GB lagerkapacitet med BDXL-udvidelse er slutningen af rækken. Kun modeller op til 128 GB er kommet i de sædvanlige butikker.
Arkivdisken, der er udviklet af Sony og Panasonic, forventes at nå en lagerkapacitet på 1 TB i de kommende år og fordoble den maksimale dataoverførselshastighed til 750 MB/s. Med en lavere pris pr. terabyte ville den ifølge prognoser være BDXL overlegen i alle vigtige henseender.
IEEE køreplan for optiske databærere (Billede: IEEE)
DataFilm-disken (DFD) fra opstarten Folio Photonics formodes at være endnu billigere pr. terabyte. Dette er en ny langsigtet arkiveringsteknologi, som ifølge de nuværende planer kun vil blive brugt kommercielt fra 2026. 500 GB til 1 TB data er i første omgang sikkerhedskopieret på 16 lag. I 2037 forventes 64 lag med højere datatæthed at muliggøre en DFD på 64 TB.
Omkostningerne pr. terabyte er i øjeblikket anslået til $3. Som processen skrider frem, forventes prisen per terabyte at falde til mindre end $1. Omkostningerne til passende uddannelse er dog fortsat høje.
Emner: 3D NAND Tape Storage Harddiske Flash Storage HAMR MAMR Optical Storage Medie Storage Technologies SSD Storage Kilde: IEEE (PDF)
Alice guider dig gennem de bedste lagringsløsninger, fra lynhurtige SSD’er til sikre cloud-løsninger.
