大规模云存储展望|2024逐步复苏,2025全面恢复

SSD以其高速度和低延迟等优点,尤其在容量增长和每GB成本降低方面,SSD的增长速度预计将超过近线硬盘(Nearline HDD)。尽管HDD在大容量存储方面仍有一定优势,但由于SSD在访问速度、能耗及体积等方面的突出表现,使得SSD在笔记本、PC工作站和企业关键应用等领域逐步替代HDD。

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近线硬盘目前是HDD市场的主导产品,占据约70-75%的总出货容量和超过60%的产业收入,但近期销售受宏观经济状况影响有所下滑。随着经济环境的变化以及对近线硬盘的需求回升,预计2024年近线硬盘市场将出现强劲反弹,尤其是超大规模数据中心的需求回归带动

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备注:近线硬盘(Nearline Hard Disk Drive, Nearline HDD)是一种专为数据存储优化设计的硬盘驱动器,主要用于存储那些并非即时需要但需要频繁访问的数据,处于在线存储(Online Storage)和离线存储(Offline Storage,如磁带库)之间的一种存储层级。近线HDD通常是大容量、低成本、高耐用性的硬盘,适用于备份、归档、大数据分析、云计算等场景,其中的数据访问频率低于在线存储,但又远高于离线存储。

这类硬盘一般具有较高的存储密度、较好的能耗比和稳定的性能表现,支持长时间不间断运行,并能提供大规模的数据存储能力。相较于常规的企业级硬盘,近线HDD可能牺牲了部分I/O性能,但在数据可靠性、功耗以及成本效益方面进行了优化,是数据中心、企业和云服务提供商实施分层存储策略的重要组成部分。

2023年,云存储市场经历了前所未有的震荡,尤其是对近线存储的需求出现了历史性下滑。然而,近期行业报告和市场趋势分析揭示出,尽管当前面临挑战,但随着全球经济形势的改善和云服务需求的逐步复苏,超大规模存储需求有望在2024年回暖,并在2025年实现显著恢复。根据Trendfocus公布的2023年出货数据来看,三家HDD厂商份额变化趋势如下图。

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2023年近线容量出货量呈现创纪录的32%同比下降,超大规模存储采购量从上年的近线610EB缩减至仅417EB。这一现象主要源于云服务需求放缓,导致前期购买的存储资源消化周期延长。此外,多家大型超大规模企业为应对经济环境疲软,采取了一系列优化和效率提升措施,进一步削减了新购需求。

尽管HDD市场遭遇滑坡,但SSD在企业存储市场的侵蚀并未显著增加,SSD容量出货占企业存储(HDD+SSD)总量的比例保持在31-32%左右。然而,考虑到AI优化加速计算对全闪存架构的需求增加、全闪存方案在能耗和数据中心空间占用方面的长期优势,以及SSD密度不断提升等因素,未来SSD在企业存储市场的份额有可能上升。

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虽然市场行情不好,在过去的2023年,HDD厂商并没有放弃,仍在提升容量和新技术方面也是不遗余力。

  • 2023年初,西部数据已经开始出货采用传统磁记录(CMR)技术的22TB硬盘和采用叠瓦式磁记录(SMR)技术的26TB硬盘,这些均为7200转速的3.5英寸近线硬盘。

  • 希捷在2023年4月份迎头赶上,宣布了自己的22TB硬盘Ironwolf Pro,

  • 东芝在9月份凭借MG10F系列达到了22TB级别。

这些22TB硬盘均配备10个碟片,且采用氦气填充以降低空气阻力。

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此外,希捷正处于推出热辅助磁记录(HAMR)技术的关键时刻,其路线图显示将实现50TB以上的存储容量。

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  • 早在2021年4月,希捷CEO戴夫·莫斯利表示公司计划在当年下半年“开始出货几款20TB的HAMR硬盘”。然而,这款硬盘未能按原计划上市,到了2021年9月,希捷将重点转向第二代HAMR驱动器技术的研发,当时提及正在开发一款30TB的HAMR硬盘,并计划在2022年至2025年间实现普遍交付。

  • 实际上,30TB的HAMR硬盘并未在2022年面世。2023年内也并未见到32TB的HAMR硬盘上市。希捷在2023年10月份宣布了一款24TB的CMR硬盘,据称这将是其最后一款CMR硬盘,之后的新品将采用HAMR技术。西部数据在去年11月宣布了其24TB的产品,并一同推出了28TB的SMR版本。

  • 希捷在FY24Q1财报中透露,计划在2024年初开始大规模生产其首款基于热辅助磁记录(HAMR)技术的32TB硬盘,并在大约两年后启动40TB+ HDD的大规模生产。首款HAMR硬盘将是32TB,之后依次是36TB、40TB,最后达到50TB,各容量点之间会有18至20个月的间隔。

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东芝和西部数据在2023年的硬盘产品中都没有采用类似希捷的HAMR技术产品,而是采用了其他的技术方案用于提升存储容量。

  • 东芝采用了MAMR(磁通控制MAMR)技术,通过微波磁通控制现象来提高高密度区域的写入信号质量。根据厂商的测试数据发现,MAMR的磁头可靠性比HAMR的磁头可靠性要高出好几个数量级,也就是说,MAMR当前的可靠性比HAMR要高。

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  • WD针对HDD的创新提出了OptiNAND技术。OptiNAND技术的核心就是新增了iNAND UFS EFD,把磁道记录等元数据记录在iNAND之中。采用triple stage actuator (TSA) 技术,实现更大的实现更大的TPI(每英寸磁道)数量和更高的面密度,在不需要增加碟片数量和磁头数量的情况下,实现容量的提升。原来放置在碟片的元数据,现在放在iNAND,也相当于给用户腾空了原来占用的数据空间,利于用户容量的提升。

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三家供应商2023年的研发成果使近线硬盘的容量平均扩大了2TB(约9-10%)。如果希捷在2024年能够成功推出32TB的HAMR硬盘,那么这将是一次8TB的跃升,增长幅度达33.33%。

从整个市场反应来了,过去2年也并不是引入新技术和高容量硬盘的好时机,全球经济低迷导致硬盘销量下滑,大型买家开始消耗库存而不是购买新硬盘。这迫使硬盘制造商削减产能,导致通过工厂的硬盘数量减少,抬高了每台硬盘的生产成本。这反过来抑制了引入更高容量硬盘的积极性,因为这可能会进一步导致硬盘出货量的下降。不过,整体来讲硬盘市正处在复苏的起点。

此外,Trendfocus的“Cloud Storage Archive”报告显示,云存储市场中,近线硬盘容量按终端市场和使用场景细分,档案存储和通用存储需求均受到显著影响。尽管当前需求低迷,但对云公司长期档案存储需求的分析仍显示出持续增长的趋势,反映出即使在当前环境下,云存储在满足长期数据保存和管理需求方面的重要性。

尽管超大规模硬盘和闪存采购遭受大幅度削减,2023年云磁带存储使用量却实现了6%的同比增长,显示出在整体存储容量需求下滑中相对的稳健性。这表明,在特定应用场景下,磁带存储因其成本效益和长期可靠性,仍不失为一种有效的存储解决方案。

尽管2023年云存储市场遭遇严重滑坡,但多重迹象表明,随着全球经济形势的改善、企业数字化转型需求的释放以及云服务创新的持续推动,超大规模存储需求将在2024年迎来改善,并在2025年实现显著恢复。

过去两年,IT与云服务支出因经济放缓而被推迟。随着被压抑的需求逐渐释放,预计2025年将见证商业与云支出的显著复苏,带动存储容量需求实现强劲增长。这一趋势反映出企业在数字化转型和数据驱动战略上的长期承诺,以及对云服务作为业务支撑平台的持续依赖。

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