在第2部分中，我们将深入探讨HDD和SSD之间的差异，HDD和SSD技术如何发展，以及如何在我们的运营和数据中心中利用SSD。

第一次在具有固态驱动器（SSD）的计算机上启动计算机或打开应用程序时，您可能很高兴。我知道我是。我喜欢这种新技术的速度，沉默和令人惊叹的因素，与硬盘驱动器相比，它几乎在所有方面看起来都更好。

我已经准备好完全接受SSD的承诺了。我有。我的桌面使用SSD进行引导，应用程序和工作文件。我的笔记本电脑有一个512GB的SSD。不过，我仍然使用硬盘。我的台式计算机中的第二，第三和第四个驱动器是HDD。我用于本地备份的外部USB RAID使用四个驱动器托架中的HDD。当我的笔记本电脑放在我的桌面时，它连接到1.5TB USB备份硬盘。硬盘驱动器在我的个人计算环境中仍然占有一席之地，因为它们可能在您的个人计

然而，长期以来，没有什么能保持不变，特别是在快速变化的计算世界中，所以我们肯定会看到新的存储技术脱颖而出，可能还有更多令人惊叹的因素。

在我们了解即将发生的事情之前，让我们在下表中更详细地回顾一下HDD和SSD之间的主要区别。

HDD与SSD的比较

电力消耗/电池寿命更多功耗，

• HHD:平均为6-7瓦，因此使用更多电池更少的功耗，
• SSD: 平均2-3瓦，导致30+分钟的电池提升

成本

• HHD: 仅为每千兆字节0.03美元，非常便宜（购买4TB型号）昂贵，
• SSD: 大约0.20美元至0.30美元每千兆字节（基于购买1TB硬盘）

容量

通常为笔记本电脑大小的驱动器大约500GB和2TB;

台式机最大10TB笔记本电脑尺寸驱动器通常不超过1TB;适用于台式机的4TB

操作系统启动时间

• 大约30-40秒平均启动时间
• 大约8-13秒平均启动时间

噪音

• 可听到咔嗒声和旋转盘片没有活动部件，因此没有声音
• 振动盘片的旋转有时会导致振动没有振动，因为没有活动部件

热量

• 产生的硬盘驱动器不会产生太多热量，但由于移动部件和更高的功率消耗，它将具有比SSD更多的可测量的热量
• 更低的功率消耗和没有移动部件因此产生的热量很少

故障率

• 平均故障间隔时间为150万小时
• 平均故障间隔时间为200万小时

文件复制/写入速度

• 范围可以是50-120MB / s，通常高于200 MB / s，
• 高达550 MB / s用于尖端驱动器

加密

• 在某些型号上受支持全盘加密（FDE）
• 全盘加密（FDE）某些型号支持

文件打开速度

• 比SSD慢，
• 比HDD快30％

受磁力影响

• 磁铁可以擦除数据
• SSD不受任何磁力影响

坚固耐用

• 易受物理颠簸和运动影响
• 不易受到颠簸和振动的影响

硬盘的前景如何？

硬盘具有惊人的改进和创新历史。自1956年成立以来，硬盘的尺寸减少了57,000倍，存储量增加了100万次，成本降低了2000倍。换句话说，每千兆字节的成本在大约60年内减少了20亿次。

硬盘制造商通过减小盘片的尺寸，从而减少盘片的寻道时间，提高盘密度，改进磁盘读取技术，增加多臂和读/写头，开发更好的总线接口，提高旋转速度和减少，从而取得了这些显着进步。与诸如用氦气填充驱动器之类的技术摩擦。

2005年，驱动器行业引入了垂直记录技术来取代旧的纵向记录技术，这使得面密度达到每平方英寸100千兆位以上。纵向记录相对于驱动器的旋转盘片水平对齐数据位，平行于盘的表面，而垂直记录垂直对齐位，垂直于盘表面。

 

其他技术如位图案媒体记录（BPMR）也有助于提高密度。 BPMR于2010年由东芝推出，是一种可以成功实现垂直记录的硬盘驱动器技术。它使用纳米光刻技术在磁岛中记录数据，每个岛一位。这与当前的磁盘驱动器技术形成对比，其中每个位存储在连续磁性薄膜内的20至30个磁性颗粒中。

叠瓦式磁记录（SMR）是一种用于HDD的磁存储数据记录技术，用于提高存储密度和整体每驱动器存储容量。叠瓦式录音会写入与先前写入的磁道部分重叠的新轨道，使之前的轨道更窄并允许更高的轨道密度。因此，轨道部分地重叠类似于屋顶瓦片。选择这种方法是因为物理限制阻止记录磁头具有与读头相同的宽度，从而使记录头更宽。

 

为了增加存储在驱动器盘片上的数据量，需要将磁性区域更紧密地塞入，这意味着晶粒需要更小，以便它们不会相互干扰。 2002年，希捷成功演示了热辅助磁记录（HAMR）。 HAMR使用激光热辅助记录磁力，最终可能在2019年之前产生20TB的驱动器。（请参阅我们关于HAMR的文章，希捷的CTO Mark Re，什么是HAMR以及它如何实现未来的高容量需求？）

西部数据声称其竞争的微波辅助磁记录（MAMR）可以使驱动器容量在2025年之前增加到40TB。一些行业观察者和驱动器制造商预测面密度将从今天的0.86 tbpsi太比特每平方增加到到2025年，英寸（TBPSI）达到10 tbpsi，在未来十年内可提供高达100TB的驱动器容量。

除了热量和微波之外，正在研究的其他技术包括使用极冷来增加HDD密度。

对于继续与我们保持一段时间的硬盘驱动器，未来肯定会看起来很明亮。

固态硬盘的展望

固态硬盘也取得了一些惊人的进步。

接口

SATA（串行高级技术附件）是通用硬件接口，允许与HDD和SSD之间传输数据。 SATA SSD适用于大多数家庭用户，因为它们通常更便宜，速度更低，写入寿命更短。

虽然适用于日常计算，在RAID（独立磁盘冗余阵列），服务器阵列或数据中心环境中，但通常更好的选择是使用“SAS”驱动器，它代表串行连接SCSI。这是另一种类型的接口，同样可用于HDD或SSD。 'SCSI'代表小型计算机系统接口（这就是为什么SAS驱动器有时被称为'scuzzy'驱动器）。 SAS通过SATA增加了IOPS（每秒输入输出），这意味着它能够更快地读写数据。这使SAS成为需要高性能和可用性的系统的最佳选择。

在企业级别，SAS优先于SATA，因为SAS支持过度配置以延长写入寿命，并且专门设计为在需要持续驱动器使用的环境中运行。

输入PCIe

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一种高速串行计算机扩展总线标准，由于有更多可用于数据流的通道，因此可通过SATA或SAS接口支持极高的数据传输速率。

许多领先的驱动器制造商已经采用PCIe作为新家庭和企业存储以及一些外围设备的标准。例如，您会看到最新的Apple Macbook附带基于PCIe的闪存存储，这是Apple多年来一直采用的消费设备。

PCIe还可以在数据中心内用于RAID系统，并创建高速网络功能，提高整体性能并支持更新，更高容量的HDD。

存储密度

正如我们在第1部分中所述，SSD基于一种称为NAND的非易失性闪存.NAND闪存的最新趋势是四电平单元（QLC）NAND。 NAND基于在每个物理存储器单元中存储多少位数据而被细分为类型。 SLC（单级单元）存储一位，MLC（多级单元）存储两个，TLC（三级单元）存储三个，QLC（四级单元）存储四个。

 

每个单元存储更多数据会使NAND更加密集，但它也会使存储器变慢 - 当在存储器的同一单元内存储如此多的附加信息（以及更多的电荷状态）时，读取和写入数据需要更多时间。

QLC NAND存储器构建在较旧的工艺节点上，具有较大的单元，可以更容易地存储多位数据。 新的NAND技术具有更高的整体可靠性和更高的编程/擦除周期（P / E周期）。

 

QLC NAND承诺生产更快，更密集的SSD。对价格的影响也可能是戏剧性的。 Tom's Hardware预测QLC的问世可能会将512GB SSD降至100美元。

超越HDD和SSD

我们在2015年撰写了关于未来数据存储技术的文章，并继续努力推动数据存储的范围超越旋转盘片和微电路的可能性。

例如，哈佛大学的一个团队使用基因组编辑将视频编码成活细菌。在英格兰，南安普顿大学光电子研究中心（ORC）的科学家们通过飞秒激光写入开发了五维（5D）数字数据的记录和检索过程。由于采用石英石英玻璃激光纳米结构的“5D数据存储”，这些光盘可容纳360 TB的数据，理论上可稳定长达140亿年。 Space-X的Falcon Heavy最近将这项技术带入了太空。

无论是热量，微波，DNA，细菌，石英晶体还是全息术，很明显，正在探索多种途径来提高存储容量，速度和寿命。

 

SSD在数据中心中的优势

我们已经讨论过SSD的好处。特别适用于数据中心的SSD的优点是：

• 低功耗 - 当您运行大量驱动器时，功耗会增加。在任何可以节省电力的地方都是一种胜利。
• 速度 - 可以更快地访问数据，这对于缓存数据库和影响整体应用程序或系统性能的其他数据尤其有用。
• 振动不足 - 减少振动可提高可靠性，从而减少问题和维护。机架不需要容纳SSD的尺寸和结构刚性，它们需要容纳HDD。
• 低噪音 - 随着更多SSD的部署，数据中心将变得更加安静。
• 低热量产生 - 产生的热量越少，数据中心所需的冷却和功率就越少。
• 启动速度更快 - 存储机箱上线速度越快或者维护或问题后重启服务器就越好。
• 更大的面密度 - 数据中心将能够在更小的空间内存储更多数据，从而提高所有区域的效率（电源，冷却等）

顶级驱动器制造商表示，他们希望硬盘和固态硬盘在可预见的未来在家庭，商业和数据中心的所有领域共存，客户可以选择哪种技术和产品最适合他们的应用。

如何使用SSD

在几乎所有方面，SSD都优于HDD。那么，为什么我们不用SSD替换我们在数据中心中使用的100,000多个硬盘？

主要原因是成本。

我们希望能够为我们的Storage Pod提供SSD的性能和密度（请参阅我们的帖子Seagate推出60TB SSD - 下一个是3.6PB存储盒吗？），但SSD的成本/效益比尚未在我们的青睐。

我们的运营团队尽可能利用SSD的优势和优势，在主要数据存储以外的任何适当位置使用它们。它们在我们的缓存和恢复层中特别有用，我们在策略上使用它们来加速数据传输。 SSD还加快了对B2云存储元数据的访问速度。我们的运营团队正在考虑转向使用SSD来启动我们的存储盒，其中小型SSD的成本与硬盘驱动器相比具有竞争力，而且其他属性（小尺寸，低振动，速度，低功耗，可靠性）都是加号。

硬盘和固态硬盘的未来

IDC预测，创建的总数据将从2018年的大约33个zettabytes增长到2025年的大约160个zettabytes。（如果您想了解zettabyte的大小，请参阅什么是字节？）

 

据IDC称，目前超过90％的企业驱动器出货量都是硬盘驱动器。 到2025年，SSD将占驱动器出货量的近20％。 固态硬盘将获得份额，但创造的数据总量增长将导致硬盘和固态硬盘的大量销售。

 

随着HDD和SSD销量的增长，两种技术的容量也在增长。鉴于固态硬盘在许多应用中的优势，我们可能会看到固态硬盘替代硬盘驱动器，但容量最高。

很明显，HDD和SSD都有优点。如果您没有运行数据中心，并且家庭或企业计算机上没有超过一或两TB的数据存储，那么您的第一选择应该是SSD。它们在启动和数据传输期间提供了显着的性能改进，并且更小，更安静，更可靠。将HDD保存在系统中的辅助驱动器，NAS，RAID和本地备份设备中。

也许有一天，我们会回顾旋转盘片的日子，我们回顾立体声LP的同样的怀旧情绪，我们中的一些人将在我们的浮动反重力桌上作为对话片有一个硬盘镇纸。

直到SSD的性能，容量以及最终价格将最后一个硬盘驱逐出家庭和数据中心的那一天，我们可以期待生活在包含固态SSD和磁盘HDD的世界中，作为用户，我们将从两种技术中获益。