Prédictions 2022 – Stockage des données

Auteur : Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development chez Toshiba Electronics Europe

Les disques durs ont toujours de la valeur

Il y a quelques années, de nombreux analystes et porte-parole de l’industrie prédisaient que d’ici 2020, les disques rotatifs en tant que supports de stockage seraient entièrement remplacés par des SSD. Il est maintenant parfaitement clair que cela ne s’est tout simplement pas produit. La quantité globale de données générées et stockées par la suite a augmenté de façon spectaculaire, au-delà de toutes attentes, et par conséquent, les disques durs (HDD) jouent toujours un rôle essentiel dans l’activité mondiale de stockage. Les utilisateurs de HDD bénéficient d’une capacité de stockage totale élevée ainsi que de coût compétitifs.

Les avancées en matière de technologie du disque dur

L’une des raisons du succès durable des disques durs réside dans les innovations techniques qui ont été réalisées ces dernières années. Les disques durs de capacité dotés de la technologie conventionnelle air-filled ont atteint leur limite de 10 To il y a quelques années. L’utilisation d’un disque scellé à l’hélium a toutefois permis de mettre en œuvre des configurations plus fines, avec plus de plateaux logés et permettant ainsi d’augmenter les capacités de stockage jusqu’à 14 To. Des têtes de lecture plus intelligentes ont permis des bits magnétiques plus petits et des niveaux de densité plus élevés, ce qui a permis d’obtenir des capacités allant jusqu’à 16 To dans un boitier de 3,5 pouces.

16 To est considéré comme la limite technologique actuelle en matière d’enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR), appelé aussi enregistrement magnétique conventionnel (CMR). Les densités de bits prenant en charge des capacités supérieures à 16 To nécessiteront des têtes d’écriture beaucoup plus petites, mais celles-ci ne peuvent pas générer suffisamment de flux magnétique pour inverser les bits magnétiques dans le support. Pour résoudre ce problème, une énergie supplémentaire (non magnétique) doit être injectée – un principe connu sous le nom d’enregistrement magnétique assisté. En 2021, Toshiba a présenté sa première génération de technologie d’enregistrement magnétique assisté par micro-ondes (MAMR), où un élément générateur de micro-ondes est utilisé pour contrôler et regrouper le flux magnétique. Cela permet de réaliser des zones magnétiques encore plus petites par bit, ce qui permet d’obtenir des densités plus élevées, de sorte que des capacités de stockage de 18 To peuvent être atteintes. D’autres générations de MAMR, combinées à une plus grande surface magnétique et à davantage de plateaux, apporteront bientôt des capacités de +20 To aux unités de disque dur simples.

L’enregistrement magnétique en bardeaux (SMR)

Une autre façon de regrouper les données sur la même surface magnétique est d’écrire sur des pistes qui se chevauchent, comme des bardeaux sur un toit. Les données peuvent toujours être lues, mais pour la réécriture, toutes les pistes qui se chevauchent doivent être lues et réécrites, ce qui entraîne une sorte de performance d’écriture « incertaine ». Les fabricants de disques durs ont compensé la dégradation des performances avec des architectures de mise en cache/tampon intelligent. Bien qu’ayant été remise en question dans le passé, la technologie SMR est désormais pleinement acceptée par les utilisateurs. Car l’avantage d’une capacité pouvant aller jusqu’à doubler sur la même ressource physique est très convaincant, et l’architecture de cache/tampon intelligent compense largement la dégradation des performances pour presque toutes les charges de travail réelles.

Les tendances majeures influençant le marché du stockage

1. Les grandes implémentations de stockage en ligne – La société moderne dépend d’un univers basé sur un cloud en constante expansion, composé d’applications mobiles, de contenus musicaux/films en streaming, de plateformes de commerce électronique, d’activités sur les réseaux sociaux, etc. Toutes les informations connexes sont stockées dans d’immenses centres de données, qui s’appuient sur des disques durs comme principale élément de stockage. Souvent, ces disques durs ne sont pas gérés par des contrôleurs matériels, mais par une approche de stockage défini par logiciel (SDS). Pour les grandes archives hors ligne, le stockage sur bande est toujours populaire – et même pour les bandes, des taux de croissance significatifs sont actuellement observés. Au cours des deux dernières années, lorsqu’il s’est avéré que les disques durs devaient rester la base de grandes réserves de stockage en ligne actives, les fournisseurs ont optimisé leurs disques durs de capacité (supérieure à 10 To) non seulement pour une capacité toujours plus élevée, mais également pour une vitesse plus élevée. Un grand nombre de ces disques durs, combinés à un cache SSD, peuvent offrir des performances élevées et une capacité totale accrue.
   
2. La durée de vie des disques durs USB externes – Bien que certaines applications telles que les enregistreurs vidéo en réseau (NVR) pour les applications de surveillance et les ordinateurs de bureau à faible coût soient toujours basées sur le stockage sur disque dur, d’ici 2022, les disques SSD auront remplacé les disques durs traditionnels dans presque toutes les autres les applications dans les ordinateurs portables, les PC tout-en-un, les PC compacts et les consoles de jeux. Alors que, par exemple, les anciennes générations d’ordinateurs portables professionnels étaient généralement équipées d’une capacité de stockage sur disque dur de 1 To, celle-ci n’a pas augmenté mais a plutôt diminué à 500 Go de stockage SSD dans les appareils d’aujourd’hui, alors que la demande d’une capacité globale de stockage est en réalité de 2 à 4 To. Ainsi, les utilisateurs ont un besoin évident d’accroître le stockage externe, et les disques durs externes connectés par USB dans la plage de capacité de 2 To à 4 To deviennent plus populaires que jamais.
   
3. Les jeux – Auparavant, les consoles de jeux reposaient sur 1 To de capacité de stockage sur disque dur. Même si les besoins en mémoire des jeux ont énormément augmenté, l’adoption des SSD n’a apporté aucune augmentation de capacité, ni la Xbox Series X ni la PlayStation 5 n’offrant que 1 To (environ 825 Go). Les jeux populaires peuvent facilement occuper 50 Go ou plus. Afin de libérer de l’espace disque sur la console de jeu et de mettre en cache les jeux gourmands en mémoire en toute sécurité, les disques durs externes USB connectés sont désormais un accessoire courant. Ils se distinguent par des capacités plus importantes à des prix inférieurs à ceux des SSD externes. Alors qu’un SSD externe de 2 To coûte actuellement plus de 200 euros, il existe des disques durs USB externes d’une capacité de 4 To disponibles pour bien moins de 100 euros.
   Les fabricants de disques durs comme soutiennent ces tendances en élargissant la gamme de disques durs USB externes au-delà des produits de stockage USB génériques standard grâce aux récents lancements de périphériques de stockage dédiés aux jeux.
   
4. La surveillance – Une autre tendance importante qui doit être mentionnée est la surveillance. Les systèmes de surveillance ne sont plus seulement utilisés pour protéger les maisons privées ou les locaux de grandes entreprises. En interagissant avec la technologie IA, la reconnaissance faciale et la surveillance intelligente, les systèmes de surveillance modernes sont capables de récupérer des données précieuses pour des tâches plus complexes. L’évaluation de ces données peut donner aux magasins un aperçu du comportement d’achat de leurs clients, les flux de trafic peuvent être gérés plus efficacement, les ressources municipales mieux allouées, etc. Néanmoins, les solutions de stockage prenant en charge de tels systèmes doivent fonctionner avec les plus hauts degrés de fiabilité 24 /7. Comme ces données arrivent souvent par vagues, les systèmes sont certains de faire face à des charges de travail de pointe importantes. Des fabricants comme Toshiba ont reconnu la nécessité de fournir des solutions de surveillance sur mesure et fiables pour les petites et grandes entreprises.
   
5. Le stockage en réseau (NAS) – Ce n’est pas vraiment nouveau, mais le NAS représente certainement une tendance continue dont il faut être conscient. Les systèmes NAS se sont avérés être le « touche à tout », ils peuvent être utilisés pour les applications de maison intelligente, en tant que serveurs multimédias pour le contenu musical/vidéo, pour les petites entreprises et les bureaux à domicile. Pourtant, il est important de rechercher la bonne configuration ici. Pour la plupart des utilisateurs à domicile, les systèmes à 2 baies seront suffisants, car ils peuvent déjà fournir plusieurs To d’espace de stockage et offrir une protection contre les pannes de disque dur. Vendus sous forme de boîtiers vides, l’utilisateur devra équiper la plupart des systèmes NAS de disques durs. En principe, les appareils fonctionnent avec presque tous les disques SATA, mais les utilisateurs doivent absolument choisir une solution optimisée NAS. Pour éviter la perte de données, il est conseillé de configurer les disques durs d’un NAS à 2 baies en RAID 1. Cela signifie que le système enregistrera ensuite toutes les données en miroir sur les deux disques, permettant ainsi de bénéficier de la redondance. La sauvegarde régulière des données ne doit pas vraiment être considérée comme une tendance particulière, c’est une nécessité absolue.

Pas de craquement – Juste une sauvegarde

Les solutions de stockage externes flexibles jouent un rôle important dans le stockage de sauvegarde dans l’ensemble du secteur de la consommation. Le stockage de ces données en externe libère de l’espace sur les appareils mobiles et les PC, contribuant ainsi à étendre leurs performances. Que ce soit pour sauvegarder des projets de bureau à domicile ou pour des archives de photos, les solutions de stockage externes offrent un large éventail d’options de connectivité grâce auxquelles les données stockées en toute sécurité peuvent être rapidement récupérées.

Une hiérarchisation pratique

Même les applications de crypto-monnaie à la mode basées sur la preuve de capacité ont confirmé le concept de « niveaux » de stockage optimisés pour chaque application. La génération (ou le traçage) s’effectue généralement via des (petites) ressources de stockage SSD rapides, tandis que les modèles générés sont stockés sur un disque dur de second ordre. Des concepts similaires sont utilisés dans les applications multimédias peu coûteux (avec rendu et post-traitement sur SSD et stockage de masse sur HDD), scientifiques/informatiques (avec archivage des données brutes et des résultats sur HDD et analyse sur RAM ou SSD).

Le disque dur vs SSD – Aucun changement

En résumé, le disque dur et le SSD continueront de coexister l’un avec l’autre, et les débats pour savoir si le SSD remplacera complètement le disque dur sont maintenant clos. Le besoin sans cesse croissant d’une plus grande capacité de stockage en ligne à faible coût ne peut être satisfait que par les disques durs, de sorte que leur avenir est assuré pour de nombreuses années. En 2020, l’ensemble de l’industrie des composants de stockage a fabriqué environ 1 200 EB (soit 1 200 000 To) de capacité totale. Seulement 200 EB environ étaient basés sur la technologie SSD, la majorité de 1000 EB étant fournie via des disques durs. Cela équivaut à un rapport de 5:1. Le coût par capacité associé aux SSD continue de baisser, mais cela est également vrai pour les coûts des disques durs – en raison des avancées techniques mentionnées précédemment. Le ratio 5:1 devrait chuter à environ 4:1 en termes de capacité totale répartie entre le disque dur et le SSD. Mais comme la capacité totale de stockage continue de croître de manière presque exponentielle, la demande pour les deux technologies sera plus importante. Comme le dit l’expression, « la marée montante soulève tous les bateaux ».

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