HDD PK SSD 谁才是存储界的未来

客户经常询问我们是否以及何时计划将云备份和数据存储迁移到SSD(固态硬盘)。考虑到SSD相对于磁盘式驱动器(也称为HDD(硬盘驱动器))的许多优点,这并不是一个令人惊讶的问题。

众所周知,硬盘有固态硬盘(SSD盘)、机械硬盘(HDD)、混合硬盘(HHD)之分,其中固态硬盘应用范围最为广泛。固态硬盘读写速度快、不卡顿,因此一般家用电脑装机或者笔记本电脑都会选择固态硬盘,如今固态硬盘已经成为电脑的主要存储媒介之一。

客户经常询问我们是否以及何时计划将云备份和数据存储迁移到SSD(固态硬盘)。考虑到SSD相对于磁盘式驱动器(也称为HDD(硬盘驱动器))的许多优点,这并不是一个令人惊讶的问题。

我们的数据中心是HDD的大用户(目前拥有超过500 PB数据的100,000个硬盘)。我们希望为云备份和云存储服务提供最佳性能,可靠性和经济性,因此我们不断评估用于运营和数据中心的驱动器。虽然我们将SSD用于某些应用程序(我们将在下面介绍),但有理由认为在可预见的未来,HDD将继续成为我们和其他云提供商的首选驱动器。

HDDs vs SSDs

我写的笔记本电脑有一个512GB的SSD,这已成为高端笔记本电脑的常见功能。SSD对于笔记本电脑的优势很容易理解:它们比HDD小,更快,更安静,使用寿命更长,功耗更低,并且不易受振动和磁场的影响。它们还具有更低的延迟和访问时间。

今天2.5“512GB SSD的典型在线价格是140到170美元。3.5“512 GB硬盘的典型在线价格为44至65美元。这在价格上是一个非常显着的差异,但由于SSD有助于使笔记本电脑更轻,使其能够更好地抵抗日常使用中不可避免的冲击和颠簸,并增加了更快启动,更快从睡眠中醒来的好处,更低功耗,更快启动应用程序和处理大文件,在这种情况下SSD的额外成本是值得的。

其中一些SSD优势(主要是速度)也将适用于台式计算机,因此台式机越来越多地配备了SSD,特别是用于保存经常访问的操作系统,应用程序和数据。用SSD替换启动驱动器已经成为一种流行的升级选择,可以为计算机注入新的活力,特别是那些似乎需要永久启动或用于臭名昭着的缓慢加载应用程序(如Photoshop)的计算机。

数据中心是一个完全不同的鱼群。数据中心存储的主要问题是可靠性,存储密度和成本。虽然SSD在前两个领域表现强劲,但它是第三个尚未具备竞争力的领域。在Backblaze,我们采用更高密度的硬盘驱动器-我们目前在数据中心使用10TB和12TB驱动器(以及其他容量)。更高密度的驱动器可为每个Storage Pod和Vault提供更高的存储密度,并通过减少所需维护和降低总功耗来降低我们的间接成本。这些尺寸的可比较SSD每TB的成本约为1,000美元,远高于相应的HDD。简单地说,固态硬盘还没有在价格范围内使用它们所带来的好处,这就是我们期望在可预见的未来使用硬盘驱动器作为主要存储介质的原因。

什么是硬盘驱动器(HDD)?

自IBM于1956年推出硬盘驱动器以来,硬盘驱动器已经存在了60多年。第一个磁盘驱动器的大小与汽车相当,仅存储3.75兆字节,今天的成本为30万美元。

350磁盘存储系统是IBM 305 RAMAC(会计和控制随机访问方法)系统的主要组件,该系统于1956年9月推出。它由40个盘片和一个单臂上的双读/写头组成。上下堆叠的磁盘盘片。

从那时起,硬盘驱动器的基本机制保持不变,尽管它经历了不断的改进。HDD使用磁力将数据存储在旋转盘片上。读/写头固定在一个臂上,该臂漂浮在旋转盘片上方读取和写入数据。盘片旋转得越快,HDD就越快。今天典型的笔记本电脑驱动器以5400 RPM(每分钟转数)或7200 RPM旋转,尽管一些基于服务器的盘片以更高的速度旋转。

驱动器内部的盘片涂有磁性敏感薄膜,磁性薄膜由微小的磁性颗粒组成。当磁写头在旋转盘正上方飞行时,记录数据;写入头快速翻转晶粒的一个磁性区域的磁化,使其磁极向上或向下指向,以二进制编码编码1或0。如果所有这些听起来像硬盘容易受到冲击和振动,那么你就是对的。它们也容易受到磁铁的攻击,如果你摆脱它,这是破坏硬盘上数据的一种方法。

HDD的主要优点是它可以廉价地存储大量数据。如今,一台和两台TB(1,024和2,048千兆字节)的硬盘驱动器对于笔记本电脑来说并不罕见,10TB和12TB硬盘现在可用于台式机和服务器。密度和旋转速度继续增长。但是,如果将在线销售的普通HDD与SSD的成本进行比较,SSD的成本大约是每千兆字节成本的3-5倍。因此,如果您想要便宜的存储空间和大量存储空间,使用标准硬盘驱动器肯定是更经济的方式。

HDD的最佳用途是什么?

需要高容量的磁盘阵列(NAS,RAID等)

低成本的桌面是优先​​考虑的

媒体存储(照片,视频,当前未处理的音频)

驱动器具有极高的读写次数

什么是SSD?

固态硬盘几乎与硬盘驱动器一样,第一个半导体存储设备与1978年推出的硬盘驱动器接口兼容,即StorageTek 4305。

StorageTek是一款针对IBM大型机兼容市场的SSD。STC 4305的速度比IBM流行的2305硬盘系统快七倍(也是价格的一半左右)。它由一个装满电荷耦合器件的机柜组成,45MB容量的成本为400,000美元,吞吐速度高达1.5 MB/秒。

SSD基于一种称为NAND的非易失性存储器(以布尔运算符“NOT AND”命名,并且是两种主要类型的闪存之一)。闪存将数据存储在由浮栅晶体管组成的各个存储单元中。虽然它们是基于半导体的存储器,但是当它们没有通电时它们会保留信息-这一功能显然是与基于磁盘的数据存储竞争的必要条件。

与HDD相比,SSD具有更高的数据传输速率,更高的区域存储密度,更高的可靠性以及更低的延迟和访问时间。对于大多数用户来说,SSD的速度主要是吸引他们。在讨论驱动器的速度时,我们所指的是它们可以读取和写入数据的速度。

对于HDD,盘片旋转的速度强烈决定了读/写时间。当访问HDD上的数据时,读/写头必须物理地移动到盘上磁性部分上编码数据的位置。如果正在读取的文件按顺序写入磁盘,则会快速读取。但是,随着更多数据写入磁盘,文件可能会跨多个部分写入,从而导致数据碎片化。使用HDD读取碎片数据需要更长时间,因为读取头必须移动到盘片的不同区域以完全读取所请求的所有数据。

由于SSD没有移动部件,因此它们的运行速度远远高于典型HDD。碎片不是SSD的问题。文件可以在任何地方写入,对读/写时间影响很小,导致读取时间远远快于任何HDD,无论碎片如何。

但是,由于数据写入和读取到驱动器的方式,SSD单元可能会随着时间的推移而磨损。SSD单元通过栅极推动电子以设置其状态。这个过程在单元上磨损,随着时间的推移会降低其性能,直到SSD磨损。此效果需要很长时间,并且SSD具有最小化此效果的机制,例如TRIM命令。无论块中的页面有多少更新,闪存都会写入整个存储块。这需要读取和缓存现有数据,擦除块并重写块。如果空块可用,则写操作要快得多。TRIM命令必须在OS和SSD中都受支持,使操作系统能够通知驱动器不再需要哪些块。它允许驱动器提前擦除块,以使空块可用于后续写入。

在SSD上重复读取和擦除的影响是累积的,并且SSD可以减慢甚至随着年龄显示错误。但是,更有可能的是,在SSD开始显示读/写错误之前,使用SSD的系统将被废弃以进行淘汰。硬盘驱动器最终也会因持续使用而磨损,因为它们使用物理记录方法,因此大多数用户不会根据预期的寿命来选择HDD或SSD驱动器。

总体而言,由于缺少机械部件,SSD被认为比HDD更耐用。HDD内的移动机构不仅容易随着时间的推移而磨损,而且容易因移动或强力接触而损坏。如果要丢弃带有硬盘的笔记本电脑,那么所有这些移动部件很可能会发生碰撞,从而导致潜在的数据丢失甚至破坏性的物理损坏,可能直接杀死硬盘。固态硬盘没有可移动部件,但由于使用率高,它们可能会缩短使用寿命,因此它们可以承受我们对便携式设备和笔记本电脑的严格限制。

SSD的最佳用途是什么?

笔记本电脑,笔记本电脑,性能,重量轻,面积存储密度,抗冲击性和一般坚固性是理想的

引导驱动器保存操作系统和应用程序,这将加速启动和应用程序启动

工作文件(正在编辑的媒体:照片,视频,音频等)

交换驱动器,SSD将加速磁盘分页

缓存驱动器

数据库服务器

振兴旧电脑。如果您的计算机启动速度慢,加载应用程序和文件的速度很慢,那么使用SSD更新启动驱动器可能会让它看起来(如果不是新的话),至少就好像它刚刚花了一些时间才重新刷新在沙滩上。

(原标题:「存储」硬盘与SSD:存储的未来是什么?)

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