Düsseldorf, Starnberg, 30. Jan. 2023 - Die RZ-Herausforderungen: starkes Datenwachstum, ambitionierte Anforderungen an die Energieeffizienz und höhere Leistung...
Zum Beitrag: Festplatten werden nach Ansicht von Toshiba in absehbarer Zeit nicht vom Markt verschwinden. Ihre hohen Kapazitäten und niedrigen Kosten pro Kapazitätseinheit machen sie angesichts exponentiell wachsender Datenmengen zu einer attraktiven Lösung bei vielen Einsatzbereichen. Kontinuierliche technologische Weiterentwicklungen sollen laut dem Hersteller auch in Zukunft dafür sorgen, dass Festplatten wettbewerbsfähig bleiben. Beispiele: Füllung der Laufwerke mit Helium statt Luft, dünnere Magnetscheiben und damit mehr Disks im Gehäuse oder die Aufzeichnungstechnologie MAMR, die ein dichteres Schreiben von Daten ermöglicht (30TB+ Kapazitäten sollen künftig laut Toshiba mit MAS-MAMR möglich sein). Darüber hinaus wird der Festplattenmarkt nach Meinung von Toshiba aber noch von anderen Entwicklungen beeinflusst. Hier die wichtigsten Einschätzung des Anbieters:
1. Hoher Speicherbedarf im PC-Bereich
In den meisten Client-Systemen haben SSDs die Festplatte verdrängt, etwa als Boot-Laufwerk in Computern. Auch in portablen Rechnern und Smartphones sind Flash-Speicher im M.2-Formfaktor mit NVMe-Schnittstelle bestens etabliert. Allerdings sind SSDs für dieses Segment pro Kapazitätseinheit nach wie vor etwa viermal so teuer wie Festplatten – eine SSD mit 500 GB kostet ungefähr so viel wie eine HDD mit 2 TB. Aus diesem Grund werden preisgünstige PC-Systeme, die viel Speicherplatz bieten sollen, weiterhin mit Festplatten ausgestattet, und auch in PCs mit SSD steckt als zusätzlicher Speicher häufig noch eine HDD.
2. Speichersysteme mit mehr und mehr HDDs
Die Bedeutung großer Online-Storages wächst seit Jahren, weil die moderne Gesellschaft auf eine immer größere Zahl von cloudbasierten Plattformen zugreift. Sei es für das Streaming von Filmen und Musik, Online-Shopping und Online-Gaming oder die Nutzung sozialer Netzwerke – oder im Rahmen von Remote Work, das mittlerweile in vielen Unternehmen möglich ist. All die Daten, die für diese Anwendungen benötigt werden, befinden sich in großen Rechenzentren, die hauptsächlich Festplatten als Speichermedien nutzen. Große Bedeutung kommt dabei Performance-Optimierungen zu, denn obwohl einzelne HDDs im Vergleich zu SSDs eher langsam sind, erreicht eine große Anzahl von Festplatten im Verbund relativ hohe Geschwindigkeiten.
Während frühere Storage-Umgebungen meist aus Arrays bestanden, die bis zu 24 HDDs in einem Gehäuse unterbrachten, sind heute Konfigurationen mit 60 oder mehr Festplatten in einem Gerät nicht unüblich. Dadurch lassen sich viel größere Datenmengen verwalten. Die Herausforderung besteht in der Skalierung der Verarbeitungsgeschwindigkeit: Mit 24 HDDs, die Daten mit jeweils etwa 280 MB/s liefern, kommen theoretisch 6,72 GB/s zusammen. Für deren Übertragung zu Host-Systemen und ins Netzwerk reichen PCIe-3.0-Adapterkarten mit acht Lanes (x8) aus.
Bei 60 HDDs können Daten mit 16,8 GB/s bereitgestellt werden – vorausgesetzt, die Adapterkarte wird nicht zum Flaschenhals. Mit der Einführung von PCIe Gen4 lassen sich bereits knapp 16 GB/s über die acht Lanes übertragen, für weitere Steigerungen sorgen die jetzt verfügbaren PCIe-4.0-Karten mit 16 Lanes (x16). Diese unterstützen rund 31 GB/s, was mehr als genug ist – selbst für Konfigurationen mit 100 HDDs in einem Speichersystem.
3. Ambitionierte Anforderungen an die Energieeffizienz
Aufgrund des hohen Stromverbrauchs von Rechenzentren wächst die Besorgnis über die Auswirkungen der Anlagen auf die Umwelt. Festplatten spielen eine wichtige Rolle dabei, den Betrieb von Rechenzentren nachhaltiger (und auch zuverlässiger) zu gestalten. Das zeigen umfangreiche Tests mit hochdichten JBOD-Systemen (Just a Bunch Of Disks) von OEM-Partnern, die Toshiba mit 18-TB-Enterprise-HDDs durchgeführt hat.
Der HDD-Einsatz lohnt sich zweifach für Rechenzentrumsbetreiber: Einerseits kann der Wunsch nach mehr Storage-Ressourcen erfüllt und zugleich können die Energieeffizienz-Level erreicht werden, die die ambitionierte Branche in ihren Roadmaps anpeilt. Ein weiteres Plus: Moderne Festplatten bieten Mechanismen für die Temperaturüberwachung. Damit lassen sich die Einsatzbedingungen besser kontrollieren, was zu einer längeren Lebensdauer der Laufwerke führt.
4. Boomender Markt Videoüberwachung
Im Bereich der Videoüberwachung kommen heute immer mehr Kameras mit immer höherer Auflösung zum Einsatz. Um die vielen hochauflösenden Videostreams aufzufangen, werden HDD-Lösungen der nächsten Generation benötigt. Für einen zuverlässigen Betrieb müssen sie robust sein, da die Systeme in der Regel rund um die Uhr laufen und teilweise in Bereichen mit rauen Umgebungsbedingungen stehen. Allerdings suchen Kunden nicht nur nach zuverlässigen Lösungen mit optimierter Performance, sondern auch nach niedrigen Gesamtbetriebskosten.
Spezielle Surveillance-Festplatten, die mit Temperaturen zwischen 0 und 70 Grad Celsius zurechtkommen und bis zu 64 gleichzeitige HD-Streams aufnehmen, eignen sich hier am besten. Sie arbeiten mit 5.400 bis 5.700 Umdrehungen pro Minute, haben also nur einen reduzierten Energieverbrauch. Sind die Performance-Anforderungen höher, weil Videodaten beispielsweise mit KI ausgewertet werden sollen, erlauben Enterprise-Festplatten mit 7.200 Umdrehungen pro Minute dank Helium-Füllung einen energieeffizienten Betrieb.
Abb. 1: MG10 Serie (Bildquelle: Toshiba)
Querverweis:
Unser Blogpost > Kriterien zur Speicherauswahl im Bereich von primären Unternehmens-Workloads
Unser Beitrag > Wie Green IT der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit werden kann