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HDD与SSD，谁能引领未来的数据存储，今天就让我们一探未来的究竟。 

固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD），谁能引领未来的数据存储，其实这个问题的问法就有些问题。不同类型存储设备之间并不是一种直接竞争的关系，而是更像一种互补。未来的数据增长不仅带来巨大的挑战，还蕴含着潜在的机遇。我们需要机械硬盘和固态硬盘两者在他们更擅长的领域为我们做出贡献。

机械硬盘扮演的角色

磁介质作为一种成熟的存储技术，在数据存储生态系统中已是根深蒂固。此外，不仅数据传输界面和协议（SAS和SATA）已针对磁盘驱动器做了优化，许多应用也是设计为以磁盘驱动器作为主要存储设备。如果某些应用需要极高的性能（比如内存中计算），数据经常会被存储在缓存（SRAM）或内存（DRAM）中。 

闪存的诞生

在过去的三四十年中，CPU的性能大幅提升，能够同时运行多个不同的计算工作负载。针对这样的高要求计算环境，CPU经常会需要利用自带缓存和内存。处理器与磁盘存储介质之间的性能差异急需一种全新的存储介质来提供支持，这便是我们今天常见的固态硬盘（SSD）。

固态硬盘用半导体的NAND闪存作为基础的存储介质，不仅具备更高的性能，更低的能耗，还具备超越磁介质存储容量的潜力。1991年SunDisk（也就是后来的SanDisk）发售了基于闪存的SSD，一款2.5英寸、20MB容量的HDD替代产品，主要用于当时的IBMThinkPad笔输入计算机。在当时的OEM价格大约是1000美金，也就是每MB50美金。随着科技的不断进步和闪存技术的不断创新，现如今的闪存存储成本已经下降至当时的5万分之一，也就是每GB1美元，正因为如此，闪存才逐渐成为主流。

如何对比闪存和机械硬盘？

直至今日，闪存产品无论在规格参数（2.5英寸）上还是传输协议上（SATA、SAS）都在利用HDD的标准，以便降低在基础架构中的应用难度。尽管闪存带来了许多优点，但是在价格上HDD仍略胜一筹。然而在数据中心环境中，这种优势地位很容易发生改变，因为许多工作负载在闪存设备中运行反而能够依托其高性能和低能耗特点降低总体拥有成本（TCO）和总体采购成本（TotalCostofAcquisition，TCA）。

另一方面，机械硬盘能提供为传统企业应用和关键业务支持量身定制的特性和优势。这种优势主要体现在高存储容量、低性能要求的顺序读取应用中，通常在这种应用中，存储容量成本优势更为突出。当然HDD还可以进行短行程控制（比如将数据存储在最外层），作为一种提升磁盘驱动器性能的方式，不过这也会造成可用存储容量成本的提升。

为什么我们需要不同的存储设备？

企业需求随着不断复杂化的工作负载（ERP、CRM、SCM、数据库、内容缓存、数据挖掘和预测分析等）和支持它的基础架构（虚拟化、软件定义存储、公有云和私有云等）发生改变。这些繁多的工作负载和基础架构选项推动了对性能、容量、耐用性、尺寸和架构提供全频谱支持的存储解决方案的需求。这主要是因为不同工作负载间的差别在显著扩大，杀鸡用牛刀并不能为企业提供应有的经济价值。

在当下，存储介质的选择已不仅仅是HDD与SSD的比拼，创新的存储技术，比如我们的氦气密封硬盘能带来业内少有的12TB大容量硬盘，叠瓦式磁存储硬盘（SMRHDD）也推动了HDD在容量、功耗和可靠性上的进步。而SSD也在尺寸规格、超高性能和其他特性上有不断创新，支撑起了复杂的企业工作负载和云架构需求。

HDD和SSD的发展将走向何方？

上图展示了HDD和SSD性能和价格的发展趋势。左图展示了SSD不仅能通过传统的SATA和SAS协议达到高性能，还能通过独特的接口（比如PCIe）直连到CPU，达到更高性能。

右图中展示了SSD和HDD间的价格差异走势。诸如X4 NAND等创新技术将能够加速价格走势的融合，并为闪存打开新的工作负载应用场景。

NVMe^TM——一种新的协议

非易失性存储快传（Non-Volatile Memory Express）标准是企业SSD家族中较新的成员，也是SSD产品进化史中的一个关键里程碑，通过PCIe接口与CPU直连，优化非易失性内存存储。NVMe协议着重于多线并行、低延迟的数据到闪存设备途径，与CPU并行类似，能够降低IO消耗并最终提高性能。NVMe同时也比SCSI和ATA协议占用更少的CPU资源，相比SAS或SATA协议，NVMe能够在更少的设备上运行要求严格的工作负载并降低物理硬件足迹。此外还能提供多通路的输入输出和在PCIe端口的命名空间共享。由此带来了在线固件更新、端到端数据保护和带外设备管理等优势特性。

NVMe存储设备已展示其在性能上的领先地位，不仅具备高达1.2M的IOPs，还包含其他许多额外优势（比如上述的优势特性）。通过利用NVMe闪存，数据库、虚拟化、数据挖掘、实时分析等高性能计算应用能够达到高吞吐量和低延迟的又一个巅峰。

不过另一方面，并不是所有的企业和应用都需要所有NVMe能交付的强大性能。许多其他应用，比如启动、登陆、缓存、索引和IoT架构中，都只需要较高的性能且没有其他的特别要求。因此NVMe的市场也被划分为两块，即性能NVMe和关键NVMe。关键NVMe所面对的是巨大的增长潜力，因为目前的许多应用都已做好准备接受这种新技术。

数据中心的进化

发展永无止境，企业也不断面临着越来越大的成本和运营压力，不仅要实现业务的拓展，应用新的工作负载并保有大量的数据以获得业务洞察力，也需要不断的提升底线，以便获得更强的竞争力。这种严苛的目标正在催生出新的系统架构，比如离散式、虚拟化和超融合架构来提升系统敏捷性、可管理性、和整体系统使用率，让企业从数据中获取更大的价值。

HDD和SSD都将在大数据和快数据领域发挥其独特的作用。我们将会目睹固态硬盘产品价格不断下降，也会看到NVMe闪存开创新的可能性。随着更新、更多功能的存储设备的诞生，我们还将目睹新的系统架构如何实现企业IT架构收益的最大化。作为存储系统的龙头企业，我们了解客户针对独特工作负载和相应的存储介质的需求，无论是可靠性、耐用性、尺寸规格或是能量消耗，我们都将针对最新的需求不断推进技术的进步。随着存储设备的不断发展，我们面临的问题将不是HDD与SSD之间的抉择，而是如何为自己的业务应用找到最合适的解决方案。