2024 年全球儲存裝置與技術趨勢預測，第 2 部分：更大更快

請參閱本部落格第 1 部分： 2024 年全球儲存裝置與技術趨勢預測，第 1 部分：AI 銳不可當，無庸置疑！

預測 2：HDD 終端遊戲的開始
 

在過去二十年，NAND 快閃記憶體通常以 SSD 的形式，幾乎在所有應用程式中穩步取代硬碟。還記得早期的 iPod 及其 HDD 嗎？ 或者，也許您記得電腦開機需要幾分鐘。如果您是資料庫管理員，您會記得使用 15K 或 10K RPM HDD 來嘗試留出足夠的 IOPS，以便在合理的時間內完成資料庫查詢。所有該等應用程式過去均使用大量 HDD，而現在卻已過時。因此，在大多數情況下，HDD 只剩下兩個應用程式：低速分層資料中心或雲端儲存裝置，以及監控攝影機視訊儲存裝置。

這些應用程式仍適配 HDD，因為 HDD 擁有自己的獨特優勢。他們以非常便宜的價格提供大量的資料儲存。對於具有高循序工作負載且對讀取或擷取資料的性能要求不高的應用程式，HDD 仍然是王道。目前仍有大量資料在 HDD 上運行，但正如 Bob Dylan 所說，「時代在變」。人工智慧 (AI) 和資料庫分析等新應用程式需要更快地存取資料中心中的所有資料，SSD 現在比最密集的近線 HDD 更大且更密集，而且資料中心中最珍貴的商品現在是機架電源，且通常是機架中能夠充分冷卻的可用空間的幾倍

當美光推出全球首個超過 200 層以上的 NAND 資料中心 NVMe™ SSD—美光 6500 ION SSD 時，我們推出了一款低成本、高效能的儲存裝置，每立方英吋可提供 4.8TB 容量。與現今最密集的 24TB 近線 HDD 相比，每立方英吋的儲存容量增加了近 5 倍！

現在，當雲端公司試圖瞭解如何將所有 AI 訓練和推論系統安裝在資料中心所需的所有運算和儲存裝置之上時，節省 5 倍的機架空間聽起來頗具吸引力。更不用說，在給定工作量中，HDD 的能源消耗比 SSD 高出約 2500 倍，並可直接轉化為運算和其他應用程式所需的更多電力和冷卻。事實上，Swapna Yasarapu 和 Shashidhar Joshi 在 2023 年儲存開發者大會 (2023 Storage Developer Conference) 上發表頗具感染力的簡報，概述了固態硬碟雲端儲存所面對的新機遇。

現在別誤會了，由於 NAND 晶圓廠容量的擴展和 NAND 成本下降，使 TCO 在較冷的應用程式中更具吸引力，因此 HDD 將會存在非常長的時間。但即便是資料中心從近線 HDD 到 SSD 的小轉換也很有意義，因為根據 IDC 的資料，預計 SSD 於 2024 年僅佔資料中心位元的 12%。有望支付更高每位元價格並鎖定高容量 SSD 供應的早期推動者，將能獲得超越競爭對手的 TCO 優勢，並能夠在減少資料中心電力、冷卻和佔地面積負擔的情況下，提升儲存容量。

預測 3：支援 PCIe® Gen5 的資料中心 NVMe SSD 最終將前景樂觀
 

資料中心部署 PCIe Gen5 硬碟的速度遠不及業界許多人的假設。缺乏採用主要是由於技術挑戰和價值主張。技術挑戰包括：直接與實現主機和端點之間的廣泛相容性有關，因為每秒 32 gigatransfers （GT/s） 的訊號完整性更具挑戰性，使 PCIe Gen4 的先前速度翻倍，而間接由於許多因素包括：

1. 支援 PCIe Gen5 的處理器和平台延遲。
2. 與上一代處理器相比，這些平台在虛擬化和容器化環境方面的 TCO 相當龐大。
3. 缺乏高速乙太網轉接器部署，意味著 NIC 已經成為許多伺服器（尤其是高容量伺服器）與儲存的瓶頸。

* 無 jumbo 框架且使用 TCP 的 Gigabit Ethernet 輸送量約為 928Mbps 或 116MB /s。

最重要的是，目前缺少插槽，亦沒有令人信服的理由向早期採用者支付 PCIe Gen5 NVMe SSD 的溢價。

但 AI 系統佔伺服器的比例迅速增加（例如 TrendForce 預測，從 2022 年至 2024 年，AI 伺服器佔伺服器總數的比例將實現翻倍），領先的 CPU 製造商推出支援 PCIe Gen5 的第二代伺服器 CPU，以及更多供應商推出能夠在隨機工作負載上飽和 PCIe Gen5 連結的優質 PCIe Gen5 SSD，有望在 2024 年下半年推動 PCIe Gen5 NVMe SSD 的採用和出貨量增加。

PCIe Gen5 硬碟在效能、可擴充性和效率方面，為 AI 等資料密集型應用程式提供顯著優勢。不過，資料中心部署該等硬碟受到多項技術和經濟因素的阻礙。隨著業界克服這些挑戰，以及對 AI 系統的需求不斷增長，我們預計從 2024 年開始，PCIe Gen5 NVMe SSD 的部署將會激增。這些硬碟將實現更快、更智慧的資料處理、分析和決策，並為資料中心營運商和客戶提供競爭優勢。