編譯｜半導體產業縱橫

SSD逐漸蠶食HDD銷量。

隨著 122 TB SSD（固態硬盤）的出現，用 SSD 取代HDD（機械硬盤）的情況突然變得更具吸引力。

到 2024 年底，有五家供應商推出 60 TB 以上的 SSD，三家供應商推出 122 TB 以上的 SSD：美光、群聯和 SK 海力士。三星擁有 60 TB 以上的 SSD，而鎧俠和西部數據則落后于 60 TB 以上的 SSD。

這對“HDD不會被SSD 取代”的論點有何影響？

本次討論的重點是價格、性能、數據中心機架數量和用電量。我們無法檢查驅動器采購價格，因為存儲陣列 OEM 和超大規模制造商用于批量采購的價格并不公開。但是，我們可以了解一些影響驅動器所有權的成本指標。

我們在容量和性能方面比較了Supermicro的 2RU x 12 插槽磁盤驅動器機箱和 2RU x 24 插槽 SSD 機箱：

容量

• 2U HDD陣列：12 塊 32TB 的 SMR（疊瓦式磁記錄）HDD，總計 384TB
• 2U SSD陣列：24 塊 122TB 的SSD，總計 2928TB，經過 3:1 的數據去重后可達 8784TB
• 40U 機架搭配 19 個 2U HDD機箱，容量為 7296TB，即 7.3PB
• 40U 機架搭配 19 個 2U SSD機箱，容量為 166896TB，即 166.9PB，是同等HDD機架容量的 22.8 倍

請注意，250 TB SSD 即將問世，這將使 SSD 機架容量密度翻倍。

表現

• 32 TB HDD 延遲：4.16 毫秒
• 32 TB HDD 持續傳輸速率：269 MBps
• 122 TB SSD 延遲：30 μs
• 122 TB SSD 順序讀取帶寬：采用 PCIe gen 5 時為 14,600 MBps ，比 HDD 快 54.3 倍

在此基礎上，一個裝有 19 個 2RU SSD 機箱（包含 122 TB SSD）的 40U 機架可以取代裝有 32 TB 磁盤驅動器的 23 個機架，并提供 54 倍的讀取帶寬。想象一下，數據中心的空間、冷卻和電力節省，再加上比磁盤驅動器機架高出 50 倍的性能提升。

功耗

單個HDD和SSD的功耗可通過 Solidigm的 Signal65 研究來評估。該研究著眼于構建一個 100 兆瓦的人工智能數據中心，采用 122.88TB 的 QLC（四級單元）Solidigm SSD、TLC（三級單元）SSD，或混合 TLC SSD加上 24TB HDD的部署方案，并設有 1PB、5PB 和 10PB 的總容量選擇。

對于 122.88TB 的 Solidigm QLC SSD，其平均功耗（讀寫比為 90% 讀、10% 寫時）為 14.3 瓦，閑置功耗額定值為 5 瓦；而對于 24TB 的HDD驅動器，其活動功耗為 8.2 瓦，閑置功耗為 6.5 瓦。該報告通過計算占空比，算出 “每種HDD類型的總功耗需求是通過對HDD活動功耗和閑置功耗取加權平均值來計算的”。

報告中提到，“基于每種HDD的性能和存儲密度進行了占空比計算。由于HDD從閑置狀態轉換到活動狀態所需的時間，以及工作負載對高吞吐量的要求，我們假定HDD以及與之相關的SSD緩存層始終處于 100% 的活動狀態。”

報告發現，“隨著容量增加，QLC SSD在能效方面的優勢愈發明顯。與 TLC SSD相比，當容量從 1PB 增加到 10PB 時，QLC SSD的能效優勢在 3.3% 到 19.5% 之間。相較于混合HDD環境，其優勢更為顯著，在低容量水平時能效優勢為 32.9%，在高容量水平時可達 79.5%。”

總體而言，與混合 TLC SSD和HDD相比，QLC SSD的能效高出 79.5%。QLC SSD還能使數據中心內的人工智能基礎設施總量增加 26.3%。根據該報告：“盡管所模擬的三種設備具有不同的活動功耗值，其中單個HDD的活動功耗最低，但高密度的 QLC 設備以少得多的數量實現了相同的總容量，從而導致總體功耗更低。”

報告指出：“QLC HDD的高密度挑戰了HDD的經濟優勢，同時提供了閃存性能，使其成為許多傳統HDD環境極具吸引力的替代品。”

基于此，從容量、性能和電力使用情況來看，使用HDD構建近線存儲系統似乎是不明智的。在主存儲領域，SSD與HDD的競爭中閃存已經勝出。看看 NetApp已安裝的 ONTAP 系統持續向全閃存 ONTAP 系統的轉變就知道了。再看看 xAI 在其 Colossus 數據中心使用 DDN和 VAST Data的全閃存存儲也是如此。

但現在，全閃存供應商正準備打入近線存儲市場。Pure Storage已與一家排名前四的超大規模數據中心提供商簽署協議，供應其全閃存近線存儲和主存儲技術。這涉及 Pure 公司專有的 75TB 和 150TB 閃存驅動器設計，而不是商用SSD。

美光在其最新的季度財報電話會議上指出，它預計高容量商用SSD將開始取代數據中心的大容量HDD。

這些跡象支持了 Pure Storage 的觀點，即閃存驅動器將取代HDD驅動器。

SSD 蠶食磁盤驅動器

然而，HDD 行業宣稱 SSD 不會取代 HDD，希捷指出了三個原因。

首先，SSD 價格難以與 HDD 價格抗衡。直至 2027 年，HDD 相比 SSD 在每 TB 價格上會保持超過 6:1 的優勢。不過，與之相反的觀點是，盡管 SSD 的采購成本可能高于 HDD，但考慮到電力消耗和數據中心空間等因素后的總體擁有成本（TCO）或許更傾向于 SSD，正如 Solidigm 的上述報告所示。

其次，SSD 制造產能無法與 HDD 制造產能匹敵。集邦科技（TrendForce）和國際數據公司（IDC）預計，2027 年總共需要 3686 EB 的 NAND 和 HDD 容量。NAND 行業屆時能生產 963 EB，而 HDD 將貢獻 2723 EB。若這部分 HDD 貢獻的容量要由 NAND 取代，預估成本將達 2060 億美元。希捷認為到 2027 年這根本不可能實現。

第三，SSD 不太適合近線 HDD 工作負載，因為多數企業工作負載并不需要 SSD 的速度。希捷使用“需要”一詞耐人尋味。倘若企業和超大規模數據中心通過使用 SSD 既能獲得速度，又能更好地利用數據中心服務器基礎設施，同時節省電力和空間成本，那么他們很可能會說相比 HDD 更“需要”SSD。Pure Storage 與超大規模數據中心的交易表明這種情況是有可能的。

爭議并非 SSD 制造產能永遠無法趕上 HDD，而是到 2027 年 NAND 制造產能無法與 HDD 相匹配。如果 SSD 取代近線 HDD 存在切實的市場機遇——依據希捷所引用的數據，2027 年這一機遇對應的容量為 2723 EB——那么隨著時間推移，NAND 制造商在 2027 年后將會擴充制造產能。

從中期來看，直至 2029 年，像湯姆·考夫林（Tom Coughlin）這樣的分析師預計 HDD 的出貨量和容量銷量將會增長。考夫林向我們表示：“是的，這是我的評估。依我之見，鑒于熱輔助磁記錄（HAMR）等 HDD 方面的新進展，SSD 在二級存儲領域將難以與 HDD 競爭。”

我們可以認為，市場對存儲容量的需求增長速度將會超過SSD的生產產能，而SSD的生產產能將會隨之增加以追趕需求。

我們覺得，隨著 122TB 的 PCIe Gen 5 SSD進入市場，且真實的總體擁有成本（TCO）數據得以呈現，有關 “SSD將沖擊近線HDD” 的爭論在整個 2025 年都將持續下去。支持SSD的觀點將會愈發有力，促使分析師們改變他們的看法。

如果市場情緒轉向青睞SSD，那么這對三家HDD制造商 —— 希捷（Seagate）、東芝（Toshiba）和西部數據（Western Digital）—— 而言影響將是巨大的。HDD屆時就會如同膠卷相機面對數碼相機，進而又面對智能手機攝像頭時那般處境。柯達在這種轉變過程中表現如何呢？

隨著SSD逐漸蠶食它們的近線HDD銷量，這三家企業將面臨一段漫長的衰退期。屆時我們或許會看到東芝退出HDD業務，希捷收購一家SSD控制器制造商來鞏固其 Nytro SSD產品線，而西部數據甚至可能通過同樣的方式重新涉足SSD業務。

編譯自blocksandfiles