Muchos analistas y expertos de la industria predecían que en 2020 los discos giratorios como medio de almacenamiento habrían sido completamente reemplazados por unidades de estado sólido (SSD). Dos años más tarde, es claro que este pronóstico no se ha cumplido. El volumen total de datos generados y almacenados ha crecido de forma espectacular, incluso por encima de todas las expectativas y, en consecuencia, las unidades de disco duro (HDD) siguen desempeñando un papel vital en el negocio global del almacenamiento. Igualmente, los usuarios de este tipo de disco duro se benefician de su alta capacidad de almacenamiento y de un atractivo coste por capacidad.
Avances en la tecnología HDD
Una de las razones del éxito prolongado de los HDD radica en las innovaciones de ingeniería logradas. De hecho, y si bien la capacidad de los discos duros convencionales rellenos de aire alcanzó hace unos años su límite con 10 TB, el uso del helio ha permitido implementar configuraciones más delgadas y, sin embargo, con más platos, lo que ha permitido elevarla hasta 14 TB. Por otra parte, la inteligencia incorporada en los cabezales de lectura ha permitido bits magnéticos más pequeños y niveles de densidad más altos, ampliando la frontera hasta los 16 TB en el factor de forma de 3,5 pulgadas.
Se considera que 16 TB es el límite tecnológico actual para la grabación magnética perpendicular (PMR), también denominada grabación magnética convencional (CMR). Las densidades de bits que admiten capacidades superiores a 16 TB requerirían cabezales de escritura mucho más pequeños, pero estos no pueden generar suficiente flujo magnético para invertir los bits en el soporte. Para lograrlo se inyecta energía adicional (no magnética), un principio conocido como grabación magnética asistida.
Los usuarios de este tipo de disco duro se benefician de su alta capacidad de almacenamiento y de un atractivo coste por capacidad
Toshiba introdujo en 2021 su primera generación de tecnología de grabación magnética asistida por microondas (MAMR), que utiliza un elemento generador de microondas para controlar y agrupar el flujo magnético. De esta forma se consiguen áreas magnéticas aún más pequeñas por bit y, como resultado, densidades más altas, de forma que es posible alcanzar capacidades de 18 TB. Las nuevas generaciones de la tecnología MAMR, en combinación con una superficie magnética más grande y más platos, pronto permitirá superar los 20TB de capacidad de almacenamiento en las unidades HDD individuales.
Grabación magnética escalonada (SMR)
Otra forma de empaquetar más datos en la misma superficie magnética es escribir las pistas «superpuestas», como las tejas de una cubierta. De esta forma, los datos aún pueden leerse, pero para reescribir todas las pistas superpuestas deben leerse y reescribirse, lo que genera una especie de rendimiento de escritura «incierto». Los fabricantes de HDD han compensado la degradación del rendimiento con arquitecturas inteligentes de almacenamiento en caché / búfer. Aunque en el pasado se ha cuestionado la tecnología SMR ahora está totalmente aceptada ya que poder hasta duplicar la capacidad de un mismo recurso físico resulta muy convincente y la arquitectura de almacenamiento en búfer / caché inteligente compensa, en la práctica y con creces, la degradación del rendimiento en casi todas las cargas de trabajo existentes.
Tendencias clave en el mercado de almacenamiento
1. Grandes implementaciones de almacenamiento online – Actualmente la sociedad depende de un universo en constante expansión basado en la nube y compuesto de apps, streaming de películas y música, plataformas de comercio electrónico, actividad en redes sociales, etc. Toda la información generada por estas actividades se almacena en grandes centros de datos que dependen de los discos duros como principal base de almacenamiento que, a menudo, no se administran con controladores hardware, sino mediante un enfoque de almacenamiento definido por software (SDS). Y para archivos grandes offline, el almacenamiento en cinta sigue siendo popular e incluso experimenta tasas significativas de crecimiento.
Durante los dos últimos años se ha constatado que los HDD seguirían siendo la base de las grandes reservas de almacenamiento activo online y los fabricantes hemos optimizado la capacidad de los HDD (por encima de 10 TB) para contar, no solo con más capacidad, sino también con mayor velocidad. Una gran cantidad de estos discos duros, en combinación con una caché SSD, pueden ofrecer un rendimiento elevado y mayor capacidad total a un coste económico.
2. La prolongada vida de los HDDs externos con USB – Aunque algunas aplicaciones cliente, como las grabadoras de video en red (NVR) para aplicaciones de vigilancia y los PCs de bajo coste, aún incorporan almacenamiento en disco duro, en 2022 el almacenamiento SSD reemplazará a los discos duros tradicionales en casi todos los demás dispositivos, incluyendo portátiles, PC todo en uno y compactos y consolas.
Así, si las antiguas generaciones de portátiles profesionales venían habitualmente equipadas con 1 TB de almacenamiento en HDD, en los dispositivos actuales esta capacidad no ha crecido, sino que ha disminuido a 500 GB de almacenamiento SSD, cuando la demanda total de capacidad en la práctica se sitúa en el rango de entre 2 y 4 TB. Como consecuencia, estos dispositivos tienen una necesidad evidente de expansión con almacenamiento externo, de forma que los discos duros externos con USB, en los rangos de capacidad de entre 2 TB y 4 TB, son más populares que nunca.
3. Gaming – Antes las consolas de juegos tenían 1TB de capacidad de almacenamiento en HDD. La adopción de la tecnología SSD no trajo ningún aumento de capacidad y ni la Xbox Series X ni PlayStation 5 ofrecen 1TB (aproximadamente 825GB), a pesar de que los requisitos de memoria de los juegos han crecido enormemente y los más populares ocupan fácilmente 50 GB o más. Para liberar espacio en el disco de la consola y almacenar en caché de forma segura juegos que consumen mucha memoria, los discos duros externos conectados vía USB son un accesorio común. Ofrecen mayor capacidad a precios más bajos en comparación con los SSD externos. El precio de un SSD externo de 2TB actualmente supera los 200 euros, mientras que hay discos duros externos con USB y una capacidad de 4TB por menos de 100 euros.
Los fabricantes de HDD como Toshiba apoyamos estas tendencias al expandir la línea de HDD externos más allá de los productos estándar de almacenamiento USB genéricos con el lanzamiento de unidades específicamente diseñadas para gaming.
4. Vigilancia – Los sistemas de vigilancia no solo protegen domicilios o sedes de grandes empresas. Al utilizar tecnología de inteligencia artificial, reconocimiento facial y monitorización inteligente, estos sistemas pueden utilizar datos valiosos para tareas más complejas: proporcionan a las tiendas visión del comportamiento de compra de sus clientes, permiten administrar los flujos de tráfico de forma más efectiva o facilitan la mejor asignación de los recursos municipales, etc.
Las soluciones de almacenamiento que soportan estos sistemas deben operar 24×7 con los más altos niveles de fiabilidad y, puesto que estos datos a menudo llegan en oleadas, los sistemas afrontarán con toda seguridad picos de trabajo significativos. Fabricantes como Toshiba hemos identificado la necesidad de proveer soluciones de vigilancia fiables y a la medida de operaciones de negocio, tanto grandes como pequeñas.
5. Almacenamiento conectado a la red (NAS) – No es nueva, pero NAS representa ciertamente una tendencia importante. Los sistemas NAS se han convertido en una “navaja suiza” utilizada en aplicaciones domésticas, como servidores de música y video, así como en oficinas domésticas y pymes, entornos en los que sigue ganando tracción.
Aquí también es importante una configuración correcta. Para la mayoría de los usuarios domésticos una configuración con dos bahías puede ser suficiente ya que proporcionan varios TB de almacenamiento y protección ante fallos en el disco duro. La mayoría de los sistemas NAS se comercializan vacíos y el usuario los equipa con discos duros. A priori funcionan con casi todas las unidades SATA, pero lo ideal es seleccionar una solución optimizada para NAS como los discos N300 de Toshiba. Así mismo, y para evitar la pérdida de datos, en un NAS de 2 bahías se recomienda una configuración RAID 1, lo que significa que el sistema guardará todos los datos en ambas unidades y aprovechará la redundancia. Y, por supuesto, la práctica de realizar una copia de seguridad periódica no debe considerarse una tendencia, sino una necesidad absoluta.
HDD vs SSD – Sin cambios
En conclusión, el almacenamiento en HDD y SSD continuará coexistiendo y la discusión sobre si alguna vez SSD reemplazará completamente al HDD ha terminado. La necesidad creciente a escala global de mayor capacidad de almacenamiento online a bajo coste solo puede satisfacerse de forma factible con HDDs, por lo que su futuro está asegurado durante muchos más años.
Cabe recordar que en 2020 el conjunto de la industria de componentes de almacenamiento fabricó aproximadamente 1200 Exabytes (EB), es decir, 1.200.000 TB de capacidad total. De ese total, 1000EB en HDD y 200EB en SSD, con una proporción equivalente 5:1. Y no sorprende porque, si bien el coste por capacidad asociado a SSD sigue reduciéndose, lo mismo ocurre en las unidades de disco duro gracias a los avances en ingeniería antes mencionados.
Y aunque se prevé que la proporción 5:1 llegue a 4:1 en términos de capacidad total dividida entre HDD y SDD, la demanda de ambas tecnologías seguirá aumentando mientras se mantenga el crecimiento exponencial de la necesidad de más capacidad almacenamiento. Como reza el aforismo: «una marea alta levanta todos los barcos».
Por Rainer W. Kaese, director senior de desarrollo de negocio de productos de almacenamiento de Toshiba Electronics Europe
