O armazenamento em unidade de estado sólido (SSD) começou a alcançar as expectativas de desempenho rápido em uma variedade de dispositivos, de laptops a smartphones. A adoção do armazenamento de estado sólido também criou altos níveis de otimismo acerca do potencial de ele se tornar a forma de armazenamento dominante, superando até mesmo o armazenamento baseado em disco rígido.
Entretanto, um olhar objetivo sobre o mercado de armazenamento não sustenta essa ideia. Com a mudança de onde a computação ocorre (analistas preveem que dois terços dos dispositivos computacionais serão telefones e tablets até 2015), será cada vez mais difícil para os fabricantes de chips de memória flash atenderem a todos de uma forma realista e acessível. Faz mais sentido pensar no estado sólido como uma tecnologia capacitadora que pode atender bem às necessidades de armazenamento em dispositivos móveis e ajudar a obter mais desempenho do armazenamento de disco rígido usado em laptops.
Comparação de demanda com produção
Vamos analisar alguns números. Um exabyte de capacidade de armazenamento equivale a um milhão de terabytes ou um bilhão de gigabytes. O mercado disponível total mundial para discos rígidos de laptop PC em 2010 era de 69 exabytes e deverá atingir 95 exabytes em 2011.1 Isso é uma quantidade enorme de capacidade de armazenamento. Além disso, a capacidade média de um disco rígido (HDD) de notebook está prevista para crescer de quase 300 GB em 2010 para mais de 359 GB em 2011.1 Os usuários de laptop querem mais capacidade, não menos.
A memória flash NAND é o componente de armazenamento das unidades de estado sólido (SSDs). Segundo a sabedoria convencional em alguns círculos do mercado de armazenamento, nos próximos anos as SSDs começarão a substituir os HDDs em números significativos em laptops. Entretanto, não podemos esquecer que, em 2010, o setor inteiro de memória flash NAND tinha capacidade instalada suficiente para produzir um pouco mais de 11 exabytes de armazenamento. Desses, mais de 10 exabytes (93%) foram usados em dispositivos como smartphones, tablets e cartões SD.1 Apenas 0,86 exabytes (7%) dessa NAND foram usados em SSDs.1
A capacidade de produção da memória flash NAND está prevista para crescer para 21 exabytes em 2011, com aproximadamente 2 exabytes (9%) em SSDs e o resto (91%) em smartphones e outros dispositivos de consumo.1 O custo para construir uma megafábrica capaz de produzir 3,75 exabytes de memória flash NAND não volátil é de $10 bilhões.2 Além disso, uma megafábrica, que seria o compromisso mínimo para se ter um aumento significativo na produção de NAND, levaria de dois a três anos para alcançar a capacidade máxima de produção. Fábricas menores contribuiriam pouco para atender à enorme demanda por armazenamento para laptop.
Conseguirão os fabricantes de flash NAND acompanhar a demanda por armazenamento para laptops?
Supondo que toda a NAND adicional seja usada para unidades de estado sólido, esse investimento de US$ 10 bilhões2 produziria memória flash suficiente para apenas 4% do mercado de armazenamento para laptops de 95 exabytes projetado para 2011. Gastar US$ 10 bilhões2 para comprar 4% de participação no mercado de armazenamento para laptops, ou US$ 2 bilhões2 em receita, não é viável.
Para servir ao mercado inteiro de armazenamento para laptops PC em 2010, teria sido necessário um investimento de $170 bilhões2 em fábricas de memória flash NAND. Em 2011, seria necessário um investimento de $250 bilhões2 em fábricas para atender à demanda de capacidade de disco rígido projetada para todos os laptops. No entanto, $10 bilhões2 é somente o custo da fábrica. Não estão incluídos os custos de NAND, operações, depreciação da fábrica, entre outros custos significativos.
A expectativa de crescimento de capacidade das fábricas instaladas mundialmente é de 11,5 exabytes em 2010 para 21 exabytes em 2011, impressionantes 82%. Mas, lembre-se, apenas 9%, ou aproximadamente 2 exabytes, dessa NAND irão para SSDs. Mesmo com essa taxa de crescimento surpreendente de mais de 80%, com a grande maioria da NAND indo para dispositivos de consumo, o enorme abismo entre a capacidade de produção de memória flash NAND para SSDs e a demanda por armazenamento para laptops continuará aumentando.
Seja qual fosse a porção da capacidade de produção das megafábricas dedicada à memória flash NAND para SSDs, o retorno sobre o investimento seria difícil de se justificar devido ao mercado relativamente pequeno disponível de SSDs para laptops. Qualquer capacidade adicional seria mais bem justificada servindo ao mercado de smartphones, tablets e outros produtos de consumo por um motivo: os fabricantes de NAND podem ter lucros muito mais altos e oferecer preços muito mais baixos para a NAND de grau de consumo, já que as suas especificações de desempenho e confiabilidade são significativamente menos rigorosas do que os requisitos para laptops PC.
Conclusão: os discos rígidos serão destinados à maior parte do mercado de laptops ainda por muitos anos, enquanto os fabricantes de SSDs continuarão não atendendo à crescente demanda por armazenamento para laptops.
Discos híbridos de estado sólido
A memória flash é parte da resposta para atender à demanda por desempenho em laptops dominados por HDD, mas as SSDs não podem fazer isso sozinhas. Embora o grosso da demanda mundial por memória flash NAND seja para produtos de consumo, como MP3 players, telefones celulares e câmeras, a Seagate acredita que há um amplo espaço para as oportunidades que a Seagate enxerga para o armazenamento de estado sólido híbrido e corporativo.
Com a integração de uma pequena quantidade de flash no disco rígido, criando um disco híbrido de estado sólido (SSHD), os usuários obtêm muitos dos benefícios de desempenho da tecnologia flash sem o custo adicional. As soluções de armazenamento híbrido aplicam inteligência para obter o desempenho mais alto e com melhor relação custo-benefício das tecnologias de estado sólido e de disco rígido. Além disso, quando embalado em formato de 2,5 polegadas ou 3,5 polegadas e com inteligência integrada, os SSHDs atendem às necessidades de capacidade, desempenho e preço com a quantidade mínima de disrupção para o usuário.
Maior confiabilidade
Além de superar o desafio de como obter desempenho acessível, os SSHDs também ajudam a fortalecer alguns pontos fracos inerentes aos dispositivos HDD e SSD para fornecer uma maior confiabilidade a partir de uma solução híbrida.
Como os discos rígidos contêm um disco giratório, estão sujeitos a desgaste mecânico no decorrer do tempo e apresentam uma tolerância ao impacto menor em comparação com uma unidade flash. Os fabricantes de discos rígidos continuam a reduzir as taxas de falhas anuais (AFR) e a aumentar as horas de tempo médio entre falhas (MTBF), mas garantir a confiabilidade tem seus limites, independentemente da tecnologia. Os SSHDs compensam isso direcionando o armazenamento dos dados de alta prioridade para a SSD a fim de assegurar o acesso mais rápido e reduzir a vulnerabilidade.
O estado sólido tem seu próprio problema com os ciclos de gravação e retenção de dados. Da mesma forma que uma bateria, as SSDs perdem gradualmente a capacidade de manter a carga (isto é, reter dados) com o uso frequente (apagamentos/gravações). O nivelamento de desgaste retarda este fenômeno, mas fragmenta os dados e torna o desempenho mais lento. A desfragmentação para restaurar a velocidade aumenta o desgaste do disco. Os SSHDs ajudam a solucionar esse problema gravando e apagando os dados que não forem acessados com frequência no disco rígido.
Ao se tratar de discos rígidos, sempre haverá aumento de capacidade, interfaces em desenvolvimento e aprimoramentos contínuos na confiabilidade, mas o que começará a fazer diferença é a capacidade do fornecedor de armazenamento de oferecer desempenho. A tecnologia SSHD com inteligência integrada é o caminho natural para possibilitar tal diferenciação.
Saiba mais sobre a inovação e os produtos na página Tecnologia híbrida de estado sólido da Seagate.
Notas de rodapé
1 Gartner, “Forecast: NAND Flash Supply and Demand, Worldwide, 1Q09-4Q11, 4Q10 Update”, página 2, Tabela 15-3, dezembro de 2010
2 Todos os valores estão em dólares dos Estados Unidos
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