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Punto de vista de Seagate Unidades híbridas de estado sólido - La evolución natural del almacenamiento

La organización por niveles permite a los OEM incrementar el valor y no limitarse al embalaje de dispositivos.

La necesidad. . . es la madre de la invención. – Platón

En el mundo de la tecnología de almacenamiento de datos, existen tres necesidades fundamentales que fomentan la inventiva: capacidad, rendimiento y precio. La adopción generalizada depende en gran medida de la capacidad que tiene una tecnología de ofrecer las tres necesidades con la menor cantidad de interrupciones en la experiencia del usuario, no en la idea de que cualquier tecnología puede tener un impacto de facto en el mercado de las unidades de disco duro.

En el transcurso de los últimos cinco años, pocos mercados se han visto más presionados por las conocidas tecnologías disruptivas que el mercado de las unidades de disco duro. La llegada de la computación en la nube, Cloud Computing, el dominio de los smartphones, la resurrección de los tablets, el aumento de la memoria flash como principal dispositivo de almacenamiento para la informática móvil y las unidades de estado sólido para arquitecturas empresariales con grandes necesidades de rendimiento, han anunciado el principio del fin de la unidad de disco duro. No obstante, Seagate ha mantenido constantemente que la adopción de dichas tecnologías es, de hecho, el catalizador de la gran demanda de unidades de disco duro.1

Para que una tecnología obtenga una adopción generalizada, debe evolucionar, y la tecnología evoluciona por pasos: pasos que, con el tiempo, eliminan la complejidad y ofrecen una experiencia considerablemente mejorada y fácil de usar. Piense en el tablet multimedia. El concepto de Tablet PC de Microsoft presentado en 2001 fue la primera iteración de una tecnología potencialmente disruptiva. Pero no fue hasta diez años más tarde, momento en que Apple presentó el iPad, cuando el tablet obtuvo una aceptación generalizada. ¿Por qué? Porque Apple ofrece un dispositivo divertido y que proporciona una experiencia de usuario mejorada y fácil de usar. Al igual que el tablet multimedia, la unidad de disco duro ha sido uno de los pasos de esta evolución en los últimos 30 años; también ha dado lugar a otros desarrollos.

Un pequeño paso, un salto gigante

En el periodo de tres décadas, la unidad de disco duro ha dado lugar a la invención de nuevas tecnologías. Se podría decir que el meteórico crecimiento de los sistemas operativos y el software correspondiente, los ordenadores personales, la red, Internet, la nube y, por supuesto, los smartphones y los tablets multimedia, no sería posible sin la unidad de disco duro. Es más, a medida que estas tecnologías se van desarrollando, su supervivencia no sería posible sin ellas.

Con la mejora de cada experiencia de usuario, se ha producido la correspondiente evolución de la unidad de disco duro. Los ordenadores portátiles se han desarrollado gracias a la evolución de las unidades de 2,5 pulgadas, que requieren un menor consumo y aportan mayor durabilidad; las videograbadoras digitales y las videoconsolas deben su crecimiento a las unidades silenciosas de alta capacidad y poco consumo; el moderno centro de datos diario y la computación en la nube han evolucionado gracias a los avances en la interfaz, la capacidad, el rendimiento, la potencia y la fiabilidad.

Los usuarios individuales y las empresas no van a desechar la tecnología de eficacia probada de repente por una experiencia no conocida y completamente nueva. Estos clientes van buscando el siguiente gran paso que mejore su experiencia actual. Esto se consigue con las unidades híbridas de estado sólido (SSHD).

La evolución natural de la experiencia de almacenamiento

Seagate introdujo por primera vez la unidad híbrida en 2007 con la unidad Momentus® PSD, que contaba con memorias flash de 128 MB o 256 MB, dependía al 100% de Microsoft Vista ReadyDrive y enfatizaba la eficacia energética para una mayor experiencia móvil. Sin embargo, el producto no se adoptó de manera generalizada, principalmente porque no ofrecía una capacidad, un rendimiento y un precio acorde, con la mínima cantidad de interrupciones.

Tres años más tarde, en mayo de 2010, Seagate lanzó una nueva unidad híbrida, la unidad Momentus® XT, y acuñó el término de unidad híbrida de estado sólido. Esta vez la atención se dirigió a ofrecer las necesidades de capacidad, rendimiento y precio con una interrupción nula en la experiencia de usuario. ¿El resultado? La tecnología Adaptive Memory™ de Seagate permite que los usuarios experimenten la ventaja de contar con un rendimiento real del sistema de hasta el 50% sin depender del software o de los sistemas operativos de otros fabricantes. Fue todo un éxito. En agosto de 2011, Seagate había vendido más de un millón de unidades híbridas de estado sólido Momentus XT.

A diferencia de las tecnologías de la competencia (como las unidades de estado sólido, el bus PCIe, los módulos de caché flash o el software como la tecnología Intel Smart Response Technology), que requieren distintos niveles de experiencia de integración y desembolso; tanto para consumidores individuales como para empresas, las unidades SSHD ofrecen el aspecto y el funcionamiento tradicional de las unidades de disco duro. No hay ninguna dinámica de compatibilidad con los sistemas operativos, las aplicaciones o los programas de gestión de red o almacenamiento.

No existen obstáculos físicos asociados con la arquitectura, el diseño o la capacidad de ampliación del sistema. Y tampoco existen limitaciones económicas a la hora de invertir en el hardware o software existente para aprovechar al máximo dicha tecnología. A lo largo de la evolución de la unidad de disco duro, los sistemas han dependido en mayor medida de la perfecta integración lograda gracias a la inteligencia diseñada para las unidades de disco duro. Partiendo de la cola de comandos nativa (NCQ), hasta los códigos de corrección de errores (ECC) y los algoritmos inteligentes de almacenamiento en caché como la tecnología Adaptive Memory, esta inteligencia es fundamental para alcanzar el éxito y proporcionar al usuario una interrupción mínima.

Las unidades SSHD redefinirán el mercado de los discos duros

Desde que en 1956 se usaran por primera vez unidades de disco duro con la venta del primer ordenador comercial, IBM 305 RAMAC, el disco duro ha evolucionado rápidamente en cinco ámbitos distintos: formato, capacidad, rendimiento, interfaz y fiabilidad. En los últimos 5 años, hemos experimentado una evolución más lenta.

  • Se han estandarizado los formatos de 2,5 y 3,5 pulgadas. Es posible que las unidades sean más delgadas (7 mm), pero su tamaño será prácticamente el mismo.
  • La capacidad se ha ido incrementando a un ritmo constante, pero incluso eso se ha visto amenazado por las limitaciones de densidad de área de la grabación perpendicular magnética (PMR). Esto no volverá a repetirse hasta que la grabación magnética asistida por calor (HAMR, del inglés Heat-Assisted Magnetic Recorder) sea viable en el periodo comprendido entre 2014 y 2015.
  • Durante algún tiempo, las mejoras en el rendimiento han estado limitadas por las mejoras de densidad de área y la velocidad de giro de los discos (rpm) respectivamente. No hay ningún indicio de que se produzca un aumento más allá de las 15.000 rpm.
  • Las interfaces seguirán desarrollándose; las últimas iteraciones han sido SAS a 6Gb/s y SATA a 6Gb/s. Se prevé que el próximo año se pase a SAS a 12Gb/s, pero se espera que SATA mantenga la velocidad de 6Gb/s que dispone actualmente.
  • La fiabilidad está asegurada. Los fabricantes de unidades de disco duro siguen reduciendo el porcentaje de errores anual (AFR) con un tiempo medio entre fallos (MTBF) superior, especialmente en las unidades para empresas, pero siguen existiendo límites a la hora de garantizar la fiabilidad independientemente de la tecnología que se utilice.

Estas limitaciones añaden más presión sobre los fabricantes de unidades de disco duro. Las mejoras en capacidad y la velocidad de la interfaz cumplen con las necesidades de invención (capacidad, rendimiento, precio) y, actualmente, proporcionan una mínima cantidad de interrupciones en la experiencia de usuario, pero la experiencia del usuario también está evolucionando. Los avances en software, procesadores, memoria y ancho de banda de red están generando una mayor demanda de una experiencia de usuario más veloz si cabe. Por ello, los fabricantes de unidades de disco duro observarán un cambio en la evolución del almacenamiento en discos que comprenderá desde el énfasis general en la capacidad hasta un rápido crecimiento del rendimiento.

Los investigadores de IBM prevén (Figuras 1 y 2) que las mejoras de densidad de área mantendrán una tasa de crecimiento anual compuesto de entre el 25% y el 40% durante los próximos años (Figura 1), mientras que la velocidad de transferencia máxima sostenida de las unidades han empezado a estabilizarse (Figura 2).2 La demanda de una mejora en el rendimiento nunca ha sido tan evidente.

 

FIGURA 1: Tendencia de densidad de área

FIGURA 2: Tendencia de uso de ancho de banda máximo sostenido

La memoria flash es la respuesta a la demanda de rendimiento. Mediante la integración de una pequeña cantidad de memoria flash en las unidades de disco duro, lo que ha dado lugar a las unidades SSHD, los usuarios obtienen muchas de las ventajas de rendimiento de la tecnología flash sin coste adicional. Además, con el diseño de un formato de 2,5 o 3,5 pulgadas y la inteligencia integrada, las unidades SSHD aportan los requisitos de capacidad, rendimiento y precio con la menor cantidad de interrupciones en la experiencia de usuario.

Las unidades de disco duro estarán siempre asociadas con un crecimiento de la capacidad, una evolución de las interfaces y mejoras constantes en fiabilidad pero, el centro de atención lo acaparará la capacidad que tenga el proveedor de almacenamiento de distinguirse en cuanto a rendimiento. La tecnología SSHD con inteligencia integrada es el camino a seguir para permitir tal diferenciación, redefiniendo con ello el mercado de las unidades de disco duro en los próximos tres años. Actualmente, ya existen las unidades híbridas de estado sólido (SSHD) de 2,5 pulgadas para ordenadores portátiles y, con las unidades SSHD de 2,5 pulgadas para empresas y las unidades SSHD de 3,5 pulgadas para ordenadores de sobremesa que se introducirán en 2012, esta evolución natural del almacenamiento está al llegar.

Según Bill Buxton, pionero en gráficos por ordenador que ahora es uno de los principales investigadores de Microsoft, “Todo aquello que tendrá un impacto en los próximos diez años, y que comprenderá un sector de miles de millones de dólares, ya se ha producido durante 10 años.”3

Notas al pie

1Artículos de Punto de Vista de Seagate: Computación en la Nube—Respuesta a la necesidad de buenas prácticas de almacenamiento y tablets multimedia—El fin de las HDD?

2IBM, GPFS Scans 10 Billion Files in 43 Minutes, 2011 http://www.almaden.ibm.com/storagesystems/resources/GPFSViolin-white-paper.pdf

3Wired, Clive Thompson on The Breakthrough Myth, agosto de 2011 http://m.wired.com/magazine/2011/07/st_thompson_breakthrough/

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