Quelle est la vraie valeur des disques durs au sein des datacenters ?

Par Rainer W. Kaese, Senior Manager of the Storage Products Division - Toshiba Electronics Europe GmbH

Les SSD (Solid State Drive) n’ont cessé de se développer ces dernières années. Les fabricants de SSD mettant en avant les vitesses opérationnelles accélérées et la plus grande robustesse de ces disques par rapport aux disques durs (HDD). Les SSD ont, par conséquent, supplanté les disques durs dans de nombreux domaines d’application. C’est particulièrement le cas auprès du grand public. En ce qui concerne les implémentations au sein des datacenters, leur valeur ajoutée n’est cependant pas si évidente.

Les gens pourraient penser que les disques durs ne peuvent plus être compétitifs. Mais ils doivent prendre en compte tous les aspects pour procéder à une évaluation efficace. Si vous comparez un SSD atteignant jusqu’à 2500 GigaBytes/s de bande passante et ayant des performances opérationnelles de 100 kIOPS au disque dur le plus rapide (capable de fournir 250 MBytes/s et 300 IOPS), les avantages peuvent sembler évidents… mais attendez une seconde ! Au sein des datacenters, il n’est pas simplement question de systèmes comprenant un seul SSD par rapport à un seul disque dur, comme ce peut être le cas à l’intérieur d’un ordinateur portable. Cette comparaison est donc invalide. Pour les applications de stockage modernes, des centaines de ces unités sont impliquées. Ce qui représente potentiellement des PetaBytes de capacité de stockage.

Pour les installations de stockage de grande capacité à grande échelle, le prix/GigaByte est le paramètre clé à prendre en compte lors d’un investissement. Et en la matière, les disques durs bénéficient d’un net avantage. Au cours de la dernière décennie, il y a eu une différence d’ordre de grandeur entre le prix/GigaByte du disque dur d’entreprise et le prix des SSD d’entreprise. Bien que le prix réduit des SSD lui ait maintenant permis de rattraper un peu les disques durs, il existe toujours une différence d’environ 8x (en comparant la même classe d’application et de qualité). Les courbes de prix devraient rester plus ou moins parallèles dans un avenir proche. Et le point de croisement, s’il y en a un, ne se produira que dans les années 2030. La raison en est que, bien que les prix des SSD pour une capacité donnée baissent, l’innovation dans la technologie des disques durs les maintient toujours hors de portée des SSD en termes de rentabilité. Les capacités des disques durs toujours croissantes impliquent un rapport prix/GigaByte attrayant.

Même si demain le prix/GigaByte des disques durs était soudainement à la parité avec les SSD, il n’y aurait tout simplement pas assez de capacité de production de mémoire flash pour remplacer toutes les ressources du disque dur par des équivalents à semi-conducteurs. En 2019, le cabinet d’analystes Gartner a signalé des disques durs équivalant à 890 ExaBytes, tandis que la capacité totale du SSD s’élevait à 153 ExaBytes – donc seulement 16% de ce que le disque dur a réalisé. Fait intéressant, il convient de noter que compte tenu du meilleur rapport prix/GigaByte 8x, le coût total de tous ces disques durs était presque le même que la quantité beaucoup plus petite de SSD.

Pour que le SSD remplace complètement le disque dur, la production de SSD devrait être multipliée par 6. Le simple fait de doubler cette production coûterait des centaines de milliards de dollars pour mettre de nouvelles usines en fonction. Tandis qu’une augmentation de 6x nécessiterait des milliers de milliards de dollars. De plus, cela nous mènerait juste au même point que la capacité de stockage de données couverte en 2019. Ce ne serait toujours pas suffisant pour répondre aux milliers d’ExaBytes qui devraient être nécessaires d’ici 2023 ou au-delà.

Il est clair que se fier uniquement à une approche basée sur la mémoire flash n’est pas pratique. Avec l’augmentation de l’activité des services cloud que nous avons constatée depuis l’épidémie de COVID, les avantages des disques durs implantés dans les datacenters ont été soulignés. Un rapport récemment publié par Statista le confirme – montrant que les demandes en matière de disques durs d’entreprise haute capacité devraient continuer à croître dans les années à venir.

Il a été mentionné précédemment qu’un seul disque dur est plus de 10 fois plus lent qu’un SSD équivalent. Mais les choses ne sont pas aussi simples quand on parle de systèmes de stockage de données ultra-volumineux. Grâce à la mise en œuvre d’architectures intelligentes, de nombreux disques durs peuvent être réunis pour correspondre aux performances d’un système à prix comparable comprenant un nombre moindre de disques SSD. Dans le laboratoire Toshiba, nous avons évalué des architectures avec 24 à 60 disques durs dans les configurations RAID10 et les avons définies par logiciel. Ceux-ci étaient capables de fournir des paramètres de performances supérieurs à 10 kIOPS et 5GigaBytes/s. Ainsi, pour les systèmes de stockage de plus grande capacité, une solution comportant de nombreux disques durs (à un coût unitaire bien inférieur) se traduira par un meilleur prix par capacité que moins de SSD (qui ont chacun un coût unitaire beaucoup plus élevé).

La perception actuelle est que les solutions de stockage sur disque dur consomment plus d’énergie. Dans les implémentations réelles avec des charges de travail réelles, le budget d’énergie requis par les disques rotatifs est souvent surestimé. La consommation d’énergie est inférieure à ce qui est souvent attendu, en particulier si des disques modernes à l’hélium à haute capacité et faible consommation sont utilisés. Un autre argument souvent avancé par les fabricants de SSD est que leurs disques sont plus fiables que les disques durs, car ils ne comportent aucune pièce mobile. Ce point est encore une fois exagéré. Les disques durs d’entreprise modernes, avec des chiffres MTTF de 2,5 millions d’heures, sont directement comparables à n’importe quel SSD en ce qui concerne leur durée de vie. De plus, les disques durs n’ont pas de limites strictes sur la quantité de données inscriptibles qu’ils peuvent gérer pendant leur durée de vie. Alors que les SSD n’ont qu’une endurance relativement limitée. Étant donné que les charges de travail au sein des ressources partagées du datacenters sont en constante évolution, il s’agit sans aucun doute d’un avantage pour les disques durs.

En conclusion, sur la base des prix actuels et des projections des prix futurs, nous pouvons dire que les disques durs restent le moyen le plus viable, sur le plan commercial, de stocker des données à grande échelle. La quantité de données que notre société génère augmente à un rythme exponentiel, IDC prévoyant que d’ici 2025, la génération de données aura dépassé 175 ZetaBytes par an. Par conséquent, il est clair que les disques durs ont toujours un rôle essentiel à jouer. Le prix/capacité du SSD et le manque de production adéquate signifient qu’il ne sera pas en mesure d’absorber l’explosion de données qui se profile actuellement à l’horizon. La technologie des disques durs (HDD) est bien mieux placée pour le faire.