Tecnologías y tendencias en almacenamiento HDD para 2024

Las unidades de disco duro (HDD) son una tecnología de almacenamiento de datos probada y fiable que ha resistido la prueba del tiempo. Sus beneficios críticos, tales como las altas capacidades o el bajo coste por unidad de capacidad, proporcionan una base excelente para las estrategias de almacenamiento de datos en diversas industrias y aplicaciones, incluyendo centros de datos, videovigilancia, computación en la nube y gaming.

Almacenamiento HDD para 2024

Sobre esta base ¿Qué depara el futuro a los HDD? ¿Conservarán los discos duros su relevancia frente a otras soluciones de almacenamiento? Analizamos, a continuación, algunas de las tendencias que determinarán el papel de los discos duros en la era impulsada por datos.

• A la búsqueda del equilibrio entre capacidad y coste. Para garantizar que los HDD sigan siendo competitivos a medio plazo se realizan muchos esfuerzos de investigación y desarrollo. Prueba de ello es el reciente lanzamiento de la unidad Toshiba MG10F de 22 TB, un disco duro con tecnología de grabación magnética convencional que aprovecha el diseño de 10 discos sellados con helio, posibilitando un aumento de capacidad del 10% respecto a la serie MG10 con el mismo factor de forma de 3,5 pulgadas. En este sentido, es importante destacar que los ingenieros han logrado proporcionar más Terabytes en el mismo factor de forma, con el mismo consumo de energía y a aproximadamente al mismo coste, un punto crítico. En la actualidad, los discos duros siguen manteniendo una diferencia en el coste por capacidad respecto al almacenamiento flash de alrededor de un factor de siete. Esta ventaja garantiza el futuro del disco duro ya que no tiene mucho sentido agregar más capacidad si los costes aumentan exponencialmente. De hecho, estos esfuerzos significan que los discos duros pueden alcanzar los 40 Terabytes o incluso 50 Terabytes sin acercarse a costes comparables con el almacenamiento flash. En Toshiba identificamos otros dos factores esenciales que garantizan una larga vida al almacenamiento HDD. El primero de ellos es la existencia de una demanda de mayor capacidad ya que, sin ella, el desarrollo de productos resulta inútil. Este factor impulsor del mercado es una certeza e, incluso si los discos duros alcanzaran los 100 Terabytes de capacidad, la sociedad actual, basada en datos, los llenaría en muy poco tiempo. El segundo factor es que el incremento de la capacidad de almacenamiento sea técnicamente alcanzable. En Toshiba continuamos invirtiendo para ello en la entrega de avances incrementales, con equipos de ingenieros y científicos de materiales que realizan diariamente pruebas de cualificación y otros procedimientos. Este esfuerzo es permanente y continuará mientras se mantenga la demanda de discos duros con mayor capacidad.

Las unidades de disco duro (HDD) son una tecnología de almacenamiento de datos probada y fiable que ha resistido la prueba del tiempo

• Satisfacer las demandas de sostenibilidad de los operadores de centros de datos. Los centros de datos siguen dependiendo de los discos duros como dispositivos de almacenamiento predominantes en las instalaciones hiperescalares que prestan servicios en la nube. En este entorno, el aumento de capacidad de 2 TB mencionado antes representa un avance significativo, ya que disponer de capacidades más altas de almacenamiento en el mismo factor de forma ofrece ventajas sustanciales en términos de espacio de racks en ubicaciones urbanas que a menudo disponen de un espacio limitado. Además, cada vez más, los centros de datos combinan discos duros individuales mediante técnicas de matriz redundante de discos independientes (RAID) que permiten crear soluciones de almacenamiento más grandes y rápidas. Es común ver 24 HDD integrados en una unidad de housing y es probable que esta cifra siga aumentando hasta llegar a una cifra de entre 60 y 120 HDD. La segunda tendencia clave en los centros de datos es la sostenibilidad y hay dos formas distintas en las que los discos duros marcan la diferencia. En primer lugar, y respecto a la eficiencia energética, si se desea hacer girar un disco de almacenamiento a una determinada velocidad y acceder a él a una específica, inevitablemente nos encontraremos con las leyes de la física, que normalmente establecen unos 10 vatios por unidad. La tecnología de helio lanzada hace varios años ayudó a reducir esa cifra a unos 7-8 vatios y la única manera de lograr mayor eficiencia energética es introducir más capacidad para esos 10 vatios, un objetivo que los avances recientes han contribuido a lograr. Además, los ingenieros de centros de datos están pensando en cómo utilizar el disco duro de manera más optimizada en términos de energía, fundamentalmente a través de los modos inactivo o apagado. La otra tendencia importante en materia de sostenibilidad es el reciclaje. La primera ola de implementaciones de HDD en centros de datos para la nube tuvo lugar hace seis o siete años, y esos componentes están llegando ahora al final de su ciclo de vida y son desmantelados. Los discos duros están compuestos de aluminio y cobre, lo que los hace mucho más fáciles de reciclar que otros componentes y materiales como las placas de circuito impreso (PCB), chips y plásticos. En consecuencia, esperamos que los discos duros se conviertan en una parte integral de la economía circular basada en servicios como el reciclaje y la reutilización.

• Asesoramiento en soluciones de almacenamiento a los usuarios finales. La mayoría de los HDD se utilizan en aplicaciones empresariales y en la nube, y estos usuarios finales esperan que los proveedores de HDD actúen como socios colaborativos para ayudar a establecer las mejores tecnologías y configuraciones en sus implementaciones específicas. Para satisfacer esta necesidad, el Laboratorio Europeo de HDD de Toshiba tiene capacidad para combinar múltiples combinaciones de HDD y poner a prueba su funcionamiento y rendimiento. Recientemente, el laboratorio ha evaluado la instalación de una cabina JBOD de carga superior de alta capacidad con 78 discos duros de 18 TB, lo que proporciona una capacidad total de 1,4 Petabytes, que está conectada a un servidor. Esta infraestructura permite utilizar un solo disco duro para establecer su ratio de rendimiento por MB/seg. De esta forma, es posible cambiar a cualquier combinación de las 78 unidades, sumándolas de forma incremental y midiendo con precisión la producción total. Con los 78 HDD activos, el rendimiento es de casi 17 GB/seg. Esta infraestructura también puede utilizarse para realizar cálculos detallados de compensaciones, lo que ayuda a los usuarios finales a elegir la configuración correcta para cada tarea en cuestión. Sin esta posibilidad, tendrían que invertir en sus puertos y discos duros como muestras de prueba, lo que no siempre resulta rentable. En actividades recientes en el laboratorio de Toshiba Electronics Europe se han realizado pruebas de combinaciones de HDD de una forma lo suficientemente rápida como para archivar datos, transmitir vídeo de datos en línea como los de los sistemas de navegación y operar tiendas web. Esta actividad colaborativa es crucial para las empresas que implementan HDD en aplicaciones a gran escala y, además, amplía la vida útil de esta tecnología en constante evolución.

• Relevancia de las aplicaciones de videovigilancia con un uso intensivo de escritura. El sector de la videovigilancia sigue teniendo una gran necesidad de almacenamiento de datos, dada la tendencia hacia transmisiones 24×7 de vídeo de mayor calidad y respaldadas por hardware asequible lo suficientemente fiable como para garantizar la operación. Históricamente, cuando se requería un elemento de almacenamiento dentro de la propia cámara, normalmente era un componente de flash, mientras que la grabadora central a menudo constaba de uno o más discos duros. En ciertas partes del mundo, como Europa central, donde los requisitos del Reglamento General de Protección de Datos (RGPD) establecen que solo se puede conservar una pequeña cantidad de grabación durante un período corto de tiempo, los proveedores de sistemas pueden considerar el uso de un SSD de baja capacidad también para ese almacenamiento central, ya que esa pequeña capacidad significa lograr paridad de costes con los HDD en escenarios específicos. Sin embargo, una configuración de este tipo no cubre los desafíos de las operaciones de escritura intensiva. Los ciclos altos de anulación en los que los datos sólo pueden conservarse durante unos días desgastarían rápidamente un componente flash, mientras que tales restricciones no existen para los discos duros. En este mismo ámbito hay otros beneficios que también pasan a primer plano. Los sistemas de videovigilancia siempre se ocupan de operaciones de escritura secuencial en las que los datos se escriben de forma continua. Los discos duros destacan por su rendimiento de escritura secuencial, lo que los convierte en la solución obvia para la naturaleza secuencial y sostenida de la grabación de vídeo. Además, los discos duros son dispositivos de almacenamiento no volátiles que retienen datos incluso cuando se apaga la alimentación. Esta consideración es esencial para los sistemas de videovigilancia, en los que se requiere la integridad y preservación de los datos en caso de cortes de energía o apagados inesperados del sistema. Por tanto, los discos duros seguirán desempeñando un papel importante en el mundo de la videovigilancia.

Autor: Rainer W. Kaese, director sénior de desarrollo de negocio de HDD de Toshiba Electronics Europe GmbH