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Techniques

Tour d’horizon des HDD en 2023 : les tendances émergentes

Par Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development, Toshiba Electronics Europe GmbH

Publication: Avril 2023

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Il ne fait aucun doute que les disques durs (HDD) s’avèrent toujours être un support de stockage de données important. Il y a quelques années, de nombreux analystes du secteur étaient d’avis que les disques durs seraient complètement remplacés par des disques SSD...
 

Une grande partie d’entre eux prédisant que cela se produirait d’ici 2020. Nous sommes désormais en 2023 et il est tout à fait clair pour tout le monde que ce n’est pas encore le cas. Et ce ne sera pas le cas non plus dans un avenir proche. Les capacités globales élevées et le faible coût par unité de capacité signifient que les disques durs restent une option attrayante pour un large éventail de tâches différentes.

La quantité totale de données générées puis stockées a augmenté de façon exponentielle au cours de la dernière décennie, allant bien au-delà de ce que quiconque aurait pu imaginer dans le passé. De plus, elle continue d’augmenter. S’appuyer uniquement sur les SDD serait tout simplement impossible. Premièrement, les quantités de SDD produites ne seraient pas en mesure de répondre à la demande. Deuxièmement, ils ne sont pas suffisamment économiques pour répondre à bon nombre d’applications sensibles aux coûts et nécessitant un stockage de données à grande échelle.

Innovations technologiques en matière de HDD

Les développements techniques en cours contribuent à maintenir la compétitivité des disques durs. L’introduction de disques remplis d’hélium, par exemple, a été déterminante. Le fait d’avoir les disques situés dans une enceinte remplie d’hélium (qui est un gaz léger et homogène), plutôt que dans l’air, conduit à moins de frottement lors de la rotation des disques. Par conséquent, les problèmes de turbulence sont atténués et l’épaisseur des disques peut être considérablement réduite. La possibilité d’emballer plus de ces plateaux de disques plus fins se traduit par une capacité de stockage accrue. Des disques durs révolutionnaires à 10 plateaux ont été développés ces dernières années. Ces disques au format 3,5 pouces ont des capacités atteignant la barre des 20 To. Des améliorations concernant les têtes de lecture et d’écriture ont également été développées. Des augmentations de la densité de stockage du disque dur de 2 To par an sont désormais possibles. Des solutions avec des capacités allant jusqu’à 24 To sont donc sur le point d’arriver dans un avenir proche.

Dynamique définissant actuellement le marché des supports de stockage

Outre les avancées technologiques que nous venons de décrire, plusieurs influences sous-jacentes clés ont une incidence sur l’activité mondiale de stockage de données. Voici quelques-uns des plus importants :

- En ce qui concerne les clients/ PC et les disques de démarrage, les disques durs ont certes été remplacés par des disques SSD à grande échelle. En particulier, le format compact M.2 avec interface NVM-e qui s’est bien établi dans les équipements informatiques portables et les smartphones. Il faut cependant reconnaître que les SSD appropriés sont toujours environ 4 fois plus chers par unité de capacité que les disques durs (avec un SSD de 500 Go ayant le prix équivalent à un disque dur de 2 To). C’est pour cette raison que les PC bon marché avec des besoins en mémoire plus élevés sont toujours équipés de disques durs.

- Une plus grande importance accordée au stockage en ligne est quelque chose que l’on observe depuis plusieurs années maintenant. La société moderne accède à une variété toujours croissante de plates-formes basées sur le cloud et le fait de plus en plus fréquemment. Cela peut être pour le contenu de divertissement en streaming (comme la musique ou les films), ainsi que pour les activités de commerce électronique, de jeux et de médias sociaux. La plus grande prévalence du télétravail est un autre facteur également. Toutes les données nécessaires à ces fins sont contenues dans de grands centres de données, qui utilisent principalement des disques durs comme support de stockage. L’optimisation de la vitesse de traitement joue un rôle de plus en plus important. Bien que les disques durs individuels soient plutôt lents par rapport aux disques SSD, l’interconnexion d’un grand nombre de disques durs signifie que des vitesses relativement élevées peuvent être atteintes. Alors qu’auparavant les solutions de stockage consistaient généralement en des baies avec jusqu’à 24 disques durs intégrés dans un boîtier et gérés par un ordinateur hôte, on commence aujourd’hui à voir des configurations avec 60 disques ou plus dans une unité - permettant de traiter des quantités de données beaucoup plus importantes. Le défi ici, cependant, est de mettre à l’échelle la vitesse de traitement globale. Avec 24 disques durs, chacun pouvant transférer des données à environ 280 Mo/s, les capacités de 8 Go/s de la carte adaptateur avec 8 voies d’interface hôte PCI-Express Gen3 sont suffisantes pour les 24x 280 Mo/s théoriques = 6,7 Go/s pour le système hôte et dans le réseau. Mais avec la perspective de jusqu’à 60 disques impliqués, des performances globales de près de 17 Go/s sont disponibles, à condition que le goulot d’étranglement puisse être surmonté. Avec l’introduction de la technologie PCI-Express Gen4, près de 16 Go/s peuvent être atteints sur les 8 voies d’interface. Pour de nouvelles augmentations, des cartes adaptateurs avec 16 voies PCI-Express Gen4 sont désormais disponibles. Ils ont une limite d’environ 31 Go/s, ce qui est plus que suffisant, même pour les configurations où 100 disques durs ont été intégrés au système.

- Rendre les opérations des centres de données plus durables et fiables sont des domaines dans lesquels les disques durs ont un rôle majeur à jouer. On s’inquiète de plus en plus des effets que ces installations ont sur l’environnement ; en raison des énormes quantités d’énergie qu’ils consomment. Des tests complets sur les solutions JBOD haute densité des partenaires OEM (basées sur des baies de nos disques durs de 18 To de niveau entreprise) ont été effectués pour valider la force de leurs impact écologique. Les tests montrent que les sites de centres de données peuvent mettre en oeuvre la technologie HDD qui permettra de répondre aux besoins en ressources de stockage de données plus importantes tout en conservant les niveaux d’efficacité énergétique que stipulent les feuilles de route ambitieuses de ce secteur. Il convient également de mentionner que l’inclusion de mécanismes de détection de température dans les disques durs d’entreprise signifie que les conditions peuvent être mieux contrôlées et que la longévité des disques durs peut être optimisée.

- En ce qui concerne le stockage des données liées à la surveillance, les déploiements comprennent désormais un nombre beaucoup plus important de caméras avec une fonctionnalité de résolution plus élevée. Pour faire face à tous ces flux vidéo haute résolution, des solutions HDD de nouvelle génération sont nécessaires. Étant donné qu’un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 est généralement obligatoire, même dans des conditions de travail difficiles, ceuxci doivent être suffisamment robustes pour qu’un fonctionnement fiable soit toujours assuré. Outre la possibilité d’acheter des solutions fiables et optimisées en termes de performances, une autre des principales priorités des clients de ce secteur est que le coût total de possession (TCO) associé puisse être maintenu à un minimum absolu. Des disques durs ont déjà montré leur efficacité dans un contexte d’application de surveillance - voyant une large adoption par les clients dans le monde entier. Ils sont conçus pour accueillir jusqu’à 64 entrées de flux vidéo HD et ont une plage de températures de fonctionnement de 0°C à 70°C. Il sera également essentiel de limiter la consommation d’énergie du système, tant du point de vue des dépenses opérationnelles que du point de vue de la durabilité. Comme ils tournent à une vitesse de 5400 à 5700 tr/min, la quantité d’énergie consommée pendant l’enregistrement est considérablement réduite. La faible friction présentée par les disques d’entreprise de la série MG remplis d’hélium destinés aux charges de travail d’analyse de surveillance haut de gamme basées sur l’IA leur permet de fonctionner efficacement à une vitesse de 7200 tr/min.

Alimenté par la demande croissante que nous venons de décrire, ainsi que par les avancées techniques annoncées, l’élan du disque dur n’est certainement pas ralenti. Il est important d’investir davantage dans l’augmentation de la capacité de production et de travailler en étroite collaboration avec les fournisseurs d’équipements de centres de données, les intégrateurs de systèmes de surveillance et les équipementiers informatiques pour mettre sur le marché de nouvelles solutions très efficaces qui offrent une réelle différenciation.

https://toshiba.semicon-storage.com/

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