La demanda de almacenamiento sigue avanzando a pasos agigantados y las perspectivas para 2020 y años posteriores no muestran signos de desaceleración. A medida que cada vez más organizaciones buscan soluciones en la nube, en lugar de invertir y mantener su propia infraestructura, y con nuevas startups que ha situado las soluciones X-as-a-Service en el núcleo de su negocio, es fácil entender las razones. Ciertos tipos de aplicaciones en ejecución, tales como el análisis de grandes volúmenes de datos junto con el entrenamiento de algoritmos de inteligencia artificial (IA) para grandes conjuntos de datos, también están empujando la demanda de almacenamiento.
Según las previsiones de IDC, entre 2018 y 2025 se pondrán en el mercado más de 22 ZB de capacidad de almacenamiento y el pronóstico apunta que en torno al 26% de esta capacidad se cubra con tecnología flash. Sin embargo, la tecnología HDD representará con mucho la porción más significativa, con un 59%. Ante el incremento esperado en el uso de aplicaciones de IA y el soporte a nuevos e innovadores servicios en el mundo de la automoción, junto con el despliegue de 5G, es esencial que las empresas y los operadores de centros de datos revisen todas las opciones de almacenamiento posibles para realizar inversiones óptimas de cara a los próximos años.
Obviamente, el almacenamiento basado en flash, como los SSD, son muy atractivos para una amplia gama de aplicaciones, gracias a su pequeño tamaño, baja potencia, baja latencia y alto rendimiento. Sin embargo, estas ventajas tienen una prima de precio significativa, típicamente hasta 8-10 veces mayor en coste frente al mismo espacio de almacenamiento en HDD. Como unidad de arranque para un servidor o una aplicación de nivel 0, el coste adicional puede justificarse y este no es un entorno de aplicación en el que los discos duros mecánicos probablemente vuelvan a considerarse adecuados. Pero en términos de planificación, es esencial considerar si es probable que el precio de los SSD baje lo suficiente como para que resulten atractivos como alternativa en aplicaciones en las que actualmente se utilizan HDD.
Si echamos la vista atrás, en los últimos años el precio por TB de los SSD y los HDD ha disminuido. Sin embargo, la comparación de los precios de ambos muestra que el precio de la tecnología SSD se reduce al mismo ritmo que el de los HDD. Esto significa que, previsiblemente, en el futuro es poco probable que los SSD alcancen un punto de precio que haga que cualquier incremento de la capacidad por unidad resulte más atractivo que la alternativa HDD, cuyo precio también habrá mejorado en el mismo periodo de tiempo.
Si echamos la vista atrás, en los últimos años el precio por TB de los SSD y los HDD ha disminuido
El avance de la Industria 4.0, la expansión de las aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) y la consecuente gestión de datos de máquinas harán crecer también los volúmenes de datos almacenados por segundo en la “Data-atmósfera”. El almacenamiento a corto plazo de los datos IoT se verá beneficiado por las mejoras en rendimiento de los SDD, pero el almacenamiento a largo plazo por razones relacionadas con la analítica y el archivo de datos requerirá la capacidad que solo pueden proporcionar soluciones de almacenamiento económicas basadas en HDD (y cinta magnética).ç
SSD y HDD, frente a frente
Gracias a las investigaciones llevadas a cabo por Toshiba, las soluciones basadas en muchos HDDs de bajo coste en configuración RAID10 o en una arquitectura paralela definida por software, superan, en términos de IOPS (para bloques de un tamaño superior a 64k Byte), a una solución de coste equivalente con unos pocos SSD y ofrecen al mismo tiempo tres veces más capacidad de almacenamiento. Esto demuestra que muchos ejes paralelos de HDD en una configuración multi-unidad apropiada aún pueden competir con los SSDs. Los centros de datos también necesitarán implementar estrategias para el almacenamiento de sus datos, determinando de forma previa los datos que deben almacenarse y los que no, o incluso comprimir los datos a medida que llegan. Esta planificación necesita aplicarse igualmente a la estrategia de eliminación, lo que significa comprender cuándo los datos almacenados ya no son útiles y pueden descartarse.
También vale la pena considerar que en 2018 la cantidad de almacenamiento flash no era ni una cuarta parte de la capacidad suministrada con HDD. Teniendo en cuenta que una nueva planta de fabricación de flash tiene un coste de alrededor de 9.000 millones de dólares y requiere entre 18 y 24 meses para su puesta en marcha, es difícil ver cómo los fabricantes de memoria flash pueden aumentar la capacidad lo suficientemente rápido como para cubrir la demanda o alcanzar un punto en el que el precio por TB se vea significativamente afectado para acercarse a la paridad con los HDDs..
Los discos duros mecánicos son, en comparación, una tecnología madura y muchas de las mejoras que pueden ofrecer en los próximos años son incrementales respecto a los avances que aparentemente se realizan en el almacenamiento basado en memoria flash. Un área de impresionante mejora se encuentra en la capacidad por unidad, de forma que las unidades más grandes de hoy en día ganen, durante los próximos años, 2 TB adicionales de almacenamiento cada año. La experiencia de Toshiba en llevar al mercado HDD de almacenamiento nearline sellados con helio ha permitido aumentar la capacidad de estas unidades de 14 TB en 2017 a 16 TB en 2019. Como efecto colateral, el uso de helio ha permitido hacer más delgados los platos proporcionando espacio para nueve platos y es probable que los avances a futuro de esta tecnología nos permitan ver más de 10 platos integrados en una única unidad de más de 20 TB.
Otra ventaja del paso al uso de helio se encuentra en la reducción del consumo de energía, un parámetro de mucho interés para los gestores de centros de datos. No es inusual que los servidores de almacenamiento que anteriormente consumían miles de watios de energía ahora solo requieran unos pocos cientos de watios. Los discos duros de helio de alta capacidad más eficientes de la actualidad requieren en torno a un 28% menos de energía que sus antepasados equivalentes (MG07SCA de 12 TB versus MG06SCA de 10 TB). Las soluciones de centros de datos también deben poder apagar las unidades que no están en uso para optimizar aún más el consumo de energía.
El reemplazo de unidades de 2-3 TB por nuevas unidades ayuda a reducir el consumo energético al mismo tiempo que proporciona mayor capacidad con una inversión similar. Esto es esencial teniendo en cuenta que se estima que los centros de datos consumen actualmente alrededor de 600 TWh de energía cada año, con la expectativa de que este consumo escale hasta alrededor de 1.360 TWh en 2025. Por supuesto, no puede permitirse que ninguna de estas mejoras impacte en la fiabilidad ni en el tiempo medio hasta el fallo (MTTF), que también deben mantenerse o mejorarse.
Las soluciones de vigilancia inteligente son otro motor importante del crecimiento del almacenamiento y una aplicación que se está viendo igualmente afectada por las tecnologías de IA. En este caso los requerimientos difieren significativamente de los de los centros de datos tradicionales ya que las unidades deben soportar un rango de temperaturas de entre 0° y 70° y ofrecer al mismo tiempo unos índices de MTTF excelentes con unos periodos de garantía aceptables. Los nuevos sistemas de cámaras que ofrecen transmisiones de vídeo de mayor resolución generan más datos que nunca. Pero la tecnología de disco debe garantizar así mismo que estos datos puedan escribirse sin perder secuencias y proporcionar acceso a los datos con el propósito de su análisis con IA y otras aplicaciones big data.
Fuera del ámbito de los centros de datos empresariales, los consumidores y las empresas de tamaño mediano y pequeño también se sienten sobrepasados por la cantidad de datos con la que tienen que lidiar. Esto incluye desde fotos y vídeos hasta datos de negocio y archivos de diseños para proyectos complejos. La serie N300 de HDDs rellenos de helio de Toshiba ofrece hasta 16 TB de almacenamiento, lo que permite operar soluciones NAS de alta capacidad en el hogar o en la oficina como backup local o alternativa a las soluciones de almacenamiento en la nube. También proporciona un nivel mejorado de privacidad a aquellos que no desean confiar todos sus datos personales a la nube.
Lo que es seguro es que la demanda de almacenamiento continuará creciendo rápidamente durante los próximos 5 -10 años. Los proyectos de Big Data, junto con el incipiente mercado IA será una parte importante de la demanda futura ya que actualmente no vislumbramos todos sus desarrollo y nuevas aplicaciones, como ya sucede en los sectores de la automoción y de los dispositivos 5G conectados. A pesar de los avances previstos en tecnología flash y la capacidad de fabricación disponible, los SSDs seguirán siendo un artículo de lujo que se utilizará cuando pueda justificarse el presupuesto, incluso aunque el precio por TB siga bajando, ello es debido a que el precio por TB de HDDs también seguirá cayendo al mismo ritmo. Además, la tecnología HDD evoluciona de forma permanente y aún tiene mejoras y avances que ofrecer. Como tal, la tecnología HDD seguirá proporcionando la mayor parte de la capacidad de almacenamiento y sus mejoras en términos de consumo energético asegurarán que siga siendo atractiva y, en determinadas configuraciones RAID o definidas por software, para el mismo presupuesto, continuará siendo competitiva o mejor que las soluciones SSD en términos de rendimiento.
Rainer W. Kaese, director senior de Toshiba Electronics Europe GmbH
