El valor continuo de los discos duros en los centros de datos
23 febrero 2021
Por Rainer W. Kaese, director sénior de la división de Productos de Almacenamiento de Toshiba Electronics Europe GmbH.
El valor continuo de los discos duros en los centros de datos

Las unidades de estado sólido (SSD) se han impulsado mucho en los últimos años y sus fabricantes de SSD destacan sus altas velocidades de operación y una mayor solidez frente a las unidades de discos duros mecánicos (HDD). Como consecuencia, los SSD han reemplazado a los HDD en muchas áreas, particularmente en el mercado de consumo. Sin embargo, cuando se trata de implantaciones en centros de datos, el valor de los HDD sigue siendo muy evidente.

 La gente podría pensar que los discos duros ya no pueden competir, pero para realizar una evaluación adecuada deben tenerse en cuenta todos los aspectos. Si se está comparando un SSD con un ancho de banda de hasta 2500 GigaBytes/s y un rendimiento operativo de 100 kIOPS con el disco duro más rápido (que será capaz de ofrecer 250 MBytes/s y 300IOPS), los beneficios pueden parecer claros... pero parémonos a pensar. Cuando se trata de un centro de datos no hablamos simplemente de sistemas que comprenden un solo SSD versus un solo HDD, como sucede en un ordenador portátil, de modo que la comparación no es válida. En las aplicaciones modernas, dominadas por el almacenamiento, pueden estar involucradas cientos de estas unidades que potencialmente representan una capacidad de almacenamiento de PetaBytes.

 Para instalaciones de almacenamiento de alta capacidad a gran escala, el factor precio/GigaByte es el parámetro clave que debe tenerse en cuenta al realizar una inversión, y aquí los discos duros siguen manteniendo su superioridad.

Es cierto que en la última década se ha producido una diferencia de orden de magnitud entre el precio/GigaByte del HDD empresarial y el SSD empresarial. Sin embargo, aunque la reducción del precio de los SSD les ha permitido acortar cierta distancia respecto a los HDD, todavía existe una diferencia de alrededor de 8x (al comparar la misma clase de aplicación y calidad). Además, probablemente las curvas de precios se mantendrán más o menos paralelas en el futuro previsible, y el punto de intersección, si es que alguna vez se alcance, no ocurrirá hasta bien entrado 2030. La razón es que, aunque los precios de los SSD para una determinada capacidad disminuyen, la innovación en la tecnología HDD la mantiene fuera del alcance de los SSD en términos de rentabilidad. El aumento constante de las capacidades de los HDD significa que la relación precio/GigaByte que ofrecen sigue haciendo que sean una opción muy atractiva.

 Incluso si, de hoy para mañana, el precio/GigaByte de los discos duros se equiparara con el de los SSD, simplemente no habría suficiente capacidad de producción de memoria flash para reemplazar todos los recursos HDD con equivalentes de estado sólido.

De hecho, y de acuerdo con datos de la consultora Gartner, en 2019 los envíos de HDD equivalieron a 890ExaBytes, mientras que la capacidad total de SSD llegó a 153ExaBytes, es decir, solo el 16% del almacenamiento HDD. Y, curiosamente, cabe destacarse que, dada la relación precio/GigaByte 8 veces mejor, el coste total de todos los recursos HDD fue prácticamente el mismo que el de la mucho menor cantidad de SSD señalada.

Para que los SSD reemplazarán completamente a los HDD su producción debería multiplicarse por seis. Solamente duplicar esa producción costaría cientos de miles de millones de dólares para poner en marcha nuevas líneas de fabricación, mientras que multiplicarla por seis requeriría miles de miles de miles de millones. Además, sólo para llevarnos a un punto en el que se cubriría la capacidad de almacenamiento de datos instalada en 2019, la cual no sería ni de lejos suficiente para alcanzar los miles de ExaBytes que se proyecta serán necesarios en 2023 y más allá.

 Es evidente que depender únicamente de un enfoque basado en memoria flash no es práctico. La creciente actividad de servicios en la nube que se ha generado con la Covid-19, ha revalidado las credenciales de los HDD en el contexto de los centros de datos y así lo respalda un reciente informe de Statista, según el cual los envíos de HDD empresariales de alta capacidad seguirán creciendo en los próximos años.

Como mencionaba antes, un solo HDD es más de 10 veces más lento que un SSD equivalente. Pero las cosas no son tan simples cuando hablamos de mega sistemas de almacenamiento de datos. Mediante la implantación de arquitecturas inteligentes es posible combinar muchos HDD para igualar el rendimiento de un sistema de precio comparable con un número menor de SSD.

En el laboratorio de Toshiba, evaluamos arquitecturas de 24 a 60 HDD en configuraciones RAID10 y definidas por software que son capaces de ofrecer parámetros de rendimiento superiores a 10kIOPS y 5GigaBytes/s. Por lo tanto, para sistemas de almacenamiento de mayor capacidad, una solución con muchos HDD (a un coste unitario mucho menor) resultará en un mejor precio por capacidad que menos SSD (cuyo coste unitario es mucho más alto).

 La percepción actual es que las soluciones de almacenamiento basadas en HDD consumen más energía; en implementaciones reales con cargas de trabajo de la vida real, el gasto energético requerido por los discos giratorios a menudo se sobreestima. El consumo de energía es menor de lo que se espera, especialmente si se emplean unidades modernas llenas de helio de alta capacidad y baja potencia.

Otro argumento que los fabricantes de SSD suelen plantear es que sus unidades son más fiables que los HDD puesto que no tienen partes móviles, aspecto que es otra exageración. Los HDD empresariales modernos, con cifras de MTTF de 2,5 millones de horas, son directamente comparables con cualquier SSD en términos de su vida útil. Además, los HDD no tienen limitaciones estrictas en la cantidad de datos grabables que pueden manejar durante su vida útil, mientras que los SSD solo tienen una durabilidad relativamente restringida. Con cargas de trabajo en constante cambio cada vez más comunes en los centros de datos, esto es sin duda una ventaja.

En conclusión, en base a los precios actuales y las proyecciones de precios a futuro, podemos afirmar que los discos duros siguen siendo la forma comercialmente más viable para almacenar datos a gran escala. La cantidad de datos que genera la sociedad está aumentando a un ritmo exponencial y así, IDC predice que en 2025 la generación de datos habrá superado los 175ZetaBytes anuales. En consecuencia, está claro que los discos duros seguirán desempeñando un papel vital. El precio/capacidad de los SSD y la falta de una producción adecuada significa que no podrán absorber la explosión de datos que se avecina, mientras que la tecnología HDD está mucho mejor posicionada para ello.