Festplatte oder Flash?

Auch 2020 führt an HDDs kein Weg vorbei

| Autor / Redakteur: Rainer W. Käse* / Dr. Jürgen Ehneß

Bewährte Technologie: Angesichts des rasanten Datenwachstums geht es auch in den kommenden Jahren nicht ohne Festplatten.
Bewährte Technologie: Angesichts des rasanten Datenwachstums geht es auch in den kommenden Jahren nicht ohne Festplatten. (Bild: ©Vadim - stock.adobe.com)

Der Bedarf an Speicherlösungen entwickelt sich weiterhin rasant; für 2020 und darüber hinaus sind keine Anzeichen für eine Verlangsamung zu erkennen. Auch wenn SSDs generell an Bedeutung gewinnen, wird sich an der Vormachtstellung von HDDs in absehbarer Zeit nichts ändern.

Für die generelle Zunahme des Speicherbedarfs gibt es viele Gründe: Die stärkere Nutzung von Big Data und KI-Applikationen, innovative Automotive-Services oder der 5G-Rollout sind nur einige. Das Datenwachstum zwingt Unternehmen und Rechenzentrumsbetreiber, alle möglichen Storage-Optionen in Betracht zu ziehen, um die bestmöglichen Investitionsentscheidungen zu treffen. Dabei stellt sich immer wieder die Frage: SSD oder HDD?

Klar ist, dass Flash-basierte Speicherlösungen wie SSDs für eine Vielzahl von Anwendungen sehr attraktiv sind, da sie einen kleinen Formfaktor, eine geringe Leistungsaufnahme, niedrige Latenzzeiten und einen hohen Durchsatz aufweisen. Für diese Vorteile sind aber hohe Kosten in Kauf zu nehmen. Sie liegen in der Regel beim Acht- bis Zehnfachen einer vergleichbaren Festplattenspeicherlösung. Als Boot-Laufwerk für einen Server oder eine Tier-0-Anwendung können die zusätzlichen Kosten gerechtfertigt sein; für diese Bereiche sind HDDs ohnehin weniger geeignet.

Preisentwicklung läuft parallel

Der Preis pro Terabyte ist sowohl bei SSDs als auch bei HDDs in den letzten Jahren gesunken – und zwar nahezu in gleichem Maße. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Entwicklung fortsetzt und SSDs auch in naher Zukunft kaum einen Preispunkt erreichen werden, der sie zu einer interessanten Alternative für Massenspeicheranwendungen macht, in denen aktuell HDDs im Einsatz sind.

Vielfach wird die Auffassung vertreten, dass HDDs nur für die Speicherung von großen Datenmengen bei niedrigen Kosten pro Kapazitätseinheit genutzt werden sollten. Für Applikationen, bei denen es auf eine hohe Performance ankommt, sollten hingegen SSDs die erste Wahl sein. Diese allgemeine Empfehlung ist aber nur bedingt richtig. Eine nähere technische Betrachtung zeigt, dass vor allem auch die Block- und File-Größe der Daten für die HDD- und SSD-Performance entscheidend sind.

Die heliumversiegelten HDDs der MG08-Serie von Toshiba bieten 16 TB Speicherkapazität.
Die heliumversiegelten HDDs der MG08-Serie von Toshiba bieten 16 TB Speicherkapazität. (Bild: Toshiba Electronics Europe)

Untersuchungen von Toshiba haben gezeigt, dass Lösungen mit mehreren HDDs in einer RAID-10-Konfiguration oder einer parallelen, Software-definierten Architektur eine kostenmäßig vergleichbare Lösung mit weniger, aber teureren SSDs in punkto Performance übertreffen können, und zwar nicht nur bei der sequenziellen Performance, sondern sogar in Bezug auf die IOPS (Input/Output operations Per Second) bei Blockgrößen größer als 64 KB. Durch die geringeren Kosten pro Kapazitätseinheit bot in der Testkonfiguration die HDD-basierte Lösung sogar dreimal mehr Speicherkapazität. Das heißt, dass die vielen parallelen Spindeln von HDDs in einer geeigneten Multilaufwerkskonfiguration immer noch mit SSDs konkurrieren können.

HDD-Entwicklung bietet Planungssicherheit

Nicht außer Acht gelassen werden darf, dass im Jahr 2018 die ausgelieferte Flash-Speicherkapazität nicht einmal ein Viertel der ausgelieferten HDD-Speicherkapazität betrug (IDC „Data Age 2025“ Whitepaper, November 2018). Angesichts der Tatsache, dass der Bau einer neuen Flash-Fabrikationsanlage rund 9 Milliarden US-Dollar kostet und die Inbetriebnahme etwa 18 bis 24 Monate dauert, ist es schwierig zu erkennen, wie Hersteller von Flash-basierten Speichern die Fertigungskapazität schnell genug erhöhen können, um Festplatten als Massenspeicher im großen Stil abzulösen.

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Ein großer Vorteil von Festplatten ist, dass es sich um eine ausgereifte Technologie handelt. Viele der Verbesserungen, die in den kommenden Jahren angeboten werden, sind inkrementell im Vergleich zu den sprunghaften Entwicklungen bei Flash-basierten Lösungen. Kontinuierliche Optimierungen bieten HDDs gerade hinsichtlich der Kapazität pro Laufwerkseinheit. Es wird erwartet, dass die Speicherkapazität künftig jährlich um 2 TB zunimmt.

Heliumversiegelte Nearline-HDDs von Toshiba etwa sind aktuell mit 16 TB verfügbar. Durch die Verwendung von Helium wurde es möglich, Platten dünner zu gestalten, sodass in einem Laufwerk Platz für neun Platten besteht. Zukünftige Technologie-Iterationen werden vermutlich die Integration von zehn Platten in einem einzigen 20+TB-Laufwerk unterstützen.

Sicher ist, dass der Speicherbedarf in den nächsten fünf bis zehn Jahren weiter rasant steigen wird und auch künftig an HDDs kein Weg vorbeiführt. Trotz der geplanten Weiterentwicklung der Flash-Technologie und höheren Fertigungskapazitäten werden SSDs ein „Luxusartikel“ bleiben, der nur für bestimmte Bereiche bei vorhandenem Budget eingesetzt wird. Dies trifft auch dann zu, wenn der Preis pro TB weiter zurückgehen wird; schließlich sinkt auch der Preis pro TB bei HDDs.

Rainer W. Käse, Senior Manager Business Development Storage Products bei Toshiba Electronics Europe.
Rainer W. Käse, Senior Manager Business Development Storage Products bei Toshiba Electronics Europe. (Bild: Toshiba Electronics Europe)

Außerdem darf nicht vergessen werden, dass auch die HDD-Technologie konsequent weiterentwickelt wird und kontinuierlich Fortschritte und Verbesserungen zu verzeichnen sind. Deshalb werden HDDs weiterhin den Großteil der Speicherkapazität bereitstellen, und Optimierungen bei der Energieeffizienz werden ihre Attraktivität zusätzlich sicherstellen. In bestimmten RAID- oder Software-definierten Speicherkonfigurationen werden sie bei gleichen Kosten in Bezug auf die Performance ohnehin wettbewerbsfähig oder sogar besser als SSDs bleiben.

*Der Autor: Rainer W. Käse, Senior Manager Business Development Storage Products bei Toshiba Electronics Europe

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