Nachdem sich immer mehr Unternehmen für den Wechsel von Festplattenlaufwerks-Speicher (HDD-Speicher) auf Storage auf der Basis von Solid State Drives (SSD) entscheiden, wird das die nächste technologische Revolution sein und das Ende für HDD bringen.
Vielleicht können wir uns jetzt auch eine Welt ohne rotierende Festplatten, HDDs, vorstellen und sogar über die Grenzen von handelsüblichen Flash-Laufwerken nachdenken. Wie bei CDs und DVDs wäre dies vor einem Jahrzehnt noch unvorstellbar gewesen. Betrachtet man jedoch die Trends bei den Speicheranwendungen und die Fortschritte in der Laufwerkstechnologie, so ist es gar nicht so weit hergeholt, dass HDDs verschwinden werden und Flash-Laufwerke mit geringer Kapazität nicht viel später.
Das liegt daran, dass bei der Kapazität und Dichte von SSD und damit bei den Kosten pro GByte neue Wege beschritten wurden. Während SSD schon seit langem für Hochleistungsanwendungen eingesetzt wird, besteht die Aussicht, dass sehr dichte Flash-Module Festplatten in Bereichen verdrängen werden, in denen die Technologie bisher nur eine untergeordnete Rolle gespielt hat, z. B. bei Nearline-Speichern, kalten Archiven und Hyperscaler-Umgebungen.
Es besteht ein wachsender Bedarf an größerer Speicherkapazität in Verbindung mit schnellem Zugriff für alle Arbeitslasten. Dies wird durch die zunehmende Verbreitung von Analytik und künstlicher Intelligenz (KI) angetrieben, wobei die generative KI die jüngste Welle ist, die den Bedarf an Speicherkapazität in die Höhe treibt.
Der derzeitige Markt verändert sich aufgrund des technologischen Fortschritts, bei dem einige Hersteller von Flash-Speichern weit über die handelsüblichen SSDs mit einer maximalen Speicherkapazität von etwa 22 TByte hinausgegangen sind. Stattdessen können einige Hersteller viel mehr Flash-Chips auf ein Laufwerksmodul setzen, um Kapazitäten von 75 TByte und mehr zu erreichen, wobei in ein oder zwei Jahren Hunderte von TByte versprochen werden. Das Ergebnis sind die derzeitigen Gesamtbetriebskosten (TCO) von 20 Cent pro GByte. Bald wird dieser Preis auf ein Niveau sinken, bei dem Festplatten einfach nicht mehr wettbewerbsfähig sind.
Flash-Module: höhere Kapazität, effizienter, weniger stromhungrig
Einige Marktbeobachter haben vorausgesagt, dass HDDs noch vor Ende des Jahrzehnts überflüssig sein werden. Da Flash-Module bereits 75 TByte Kapazität bieten und die Preise pro GByte so niedrig sind, bedeutet dies, dass die HDD wahrscheinlich aus Anwendungsbereichen verdrängt wird, in denen sie sich bisher behaupten konnte. Dazu gehören Nearline-Anwendungsfälle wie Datei- und Objektspeicher für unstrukturierte Daten, die an Bedeutung gewonnen haben, da Unternehmen schnellen Zugriff für Analysen und KI/ML-Verarbeitung wünschen.
Da Flash-Modul-Laufwerke Kapazitäten von Hunderten von TByte erreichen, besteht außerdem die Aussicht, dass ein Wechsel von HDD zu weiteren sekundären Speicheranwendungen, die derzeit HDD vorbehalten sind, zwingend erforderlich wird. Dabei sind die enormen Einsparungen, die Flash beim Energieverbrauch und bei der Wartung bringt, noch gar nicht berücksichtigt. Dies ist vor dem Hintergrund der derzeit hohen Energiekosten und dem Bestreben der Unternehmen, den Energieverbrauch zu senken und ESG-Ziele zu erreichen, jedoch von großer Bedeutung.
Mit der Menge an TByte, die in Flash-Modulen untergebracht werden kann, können Rechenzentren zudem den Platz in den Racks von Hunderten von Höheneinheiten auf einige wenige für Petabyte-Kapazität reduzieren. Gleichzeitig sinkt der Energieverbrauch erheblich, da Flash keinen Strom benötigt, um Platten und Köpfe in Bewegung zu halten. Durch die Umstellung auf moderne Flash-Technologie in Rechenzentren könnte der Stromverbrauch um bis zu 80 Prozent gesenkt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass Flash-Laufwerk-Module viel seltener ausfallen als HDD-Geräte mit ihren beweglichen Teilen.
All dies bedeutet auch, dass Flash-Laufwerke von der Stange bedroht sind. So bieten die großen Festplattenhersteller SSD-Kapazitäten in festplattenähnlichen Formfaktoren an, die häufig auf Verbindungsmethoden zurückgreifen, die für HDDs entwickelt wurden. Ein weiterer kritischer Punkt ist, dass es ihnen an Software mangelt, mit der sich mehrere Flash-Chips zu Modulen mit größerer Kapazität zusammenfügen lassen. Diese Art von Controller-Intelligenz ist den Array-Spezialisten vorbehalten, die Erfahrung mit der Architektur von Speicherbetriebsumgebungen haben, und das wird wohl auch noch einige Zeit so bleiben.
Wie Unternehmen vom HDD-Ende profitieren können
Was sollten Unternehmen also tun, um sich auf das potenzielle Aussterben der Festplatten und das Verschwinden herkömmlicher Flash-Speichermedien vorzubereiten? Unternehmen müssen für das All-Flash-Rechenzentrum planen, d. h. alle Arbeitslasten werden innerhalb der nächsten fünf Jahre auf Flash-Speicher umgestellt. Die dann verfügbaren Flash-Module – mit bis zu 100 TByte – werden es ermöglichen, Speicher-Arrays auf Petabytes in wenigen Höheneinheiten Rackspace zu skalieren.
Dadurch können Flash-Module Arbeitslasten unterstützen, die weit in den Bereich der sekundären Anwendungsfälle hineinreichen, wie z. B. Backups, Data Warehouses und Data Lakes, Archive und Massenspeicher für Hyperscaler. Ein wesentlich geringerer Bedarf an Strom, Platz und Personal wird zu organisatorischen Einsparungen für das Unternehmen führen, wobei die IT-Abteilung als Katalysator fungieren kann.
Um dies zu erreichen, sollten Unternehmen Anbieter evaluieren, die eine Roadmap für hochdichte Flash-Modul-Speicherkapazitäten haben, die explizit auf eine Reihe von Workloads abzielen, von den leistungsintensivsten bis hin zu solchen, die als sekundär eingestuft werden. Gleichzeitig sollten Unternehmen die Kaufoptionen von Anbietern evaluieren, die von traditionellen Investitionskosten mit einem Abonnement für Upgrades bis hin zu reinen Betriebskosten für Storage as a Service reichen. Eine klare Strategie in diesem Bereich verhindert die Bindung an eine bestimmte Hardware und ermöglicht es den Kunden, über Jahre hinweg reibungslose Kapazitäts- und Technologie-Upgrades einzuplanen.
Angesichts des bevorstehenden Verschwindens eines Speichermediums, das es seit Jahrzehnten gibt, müssen Unternehmen vorausschauend planen, damit sie sich nicht in kritischen Bereichen ihres Rechenzentrums plötzlich mit veralteter Technologie konfrontiert sehen.
Markus Grau ist Principal Technologist for Global Strategy & Solutions bei Pure Storage.
