Beheer

Storage
Handen over elkaar

Haalt de harddisk de pensioengerechtigde leeftijd?

Nieuwe technieken vormen een steeds serieuzer alternatief.

10 juni 2016

De prijs van solid state disks zit in een vrije val, terwijl de opslagcapaciteit van de SSD’s juist enorm snel toeneemt.

Producenten van consumentenapparatuur ruilen steeds vaker de diskdrive in voor solid state disks (SSD’s). Een harde schijf draait continu en heeft dus ook steeds stroom nodig. Een SSD gebruikt alleen energie als er gegevens worden ­geschreven of gelezen. Dat is een belangrijk voordeel in ­apparatuur die niet standaard met het stopcontact is verbonden. SSD’s zijn ook minder kwetsbaar voor schokken of stoten. Bovendien kunnen data met hogere snelheid op SSD’s worden geschreven of gelezen. In 2015 werd al zo’n 25 procent van de nieuw verkochte laptops geleverd met een SSD, zo blijkt uit een inventarisatie van bureau DRAMeXchange. Voor 2017 rekent DRAMeXchange erop dat 41 procent van de nieuwe laptops een SSD aan boord zal hebben.

In datacenters lijken de disks voorlopig hun plaats te behouden. Maar ook daar staat de positie van de gekende technologie onder druk. SSD’s worden steeds goedkoper, sommige marktonderzoekers spreken al van een prijs die in vrije val verkeert. De prijs van dit type grote SSD’s benadert de 1 dollar per gigabyte. Dat is nog steeds fors duurder dan opslag op harde schijven, maar het verschil wordt snel kleiner.

Daarnaast worden de opslagcapaciteiten steeds groter. Het huidige maximum is een SSD met een capaciteit van 15,36 terabyte, geproduceerd door Samsung. De grootste harde schijf is momenteel 10 terabyte groot. Dat vraagt dan wel een behuizing van 3,5 inch, waar Samsungs SSD een behuizing van 2,5 inch heeft.

De geheugenchips die nodig zijn voor het bouwen van een SSD worden ook steeds verfijnder. Nu bedraagt de spoorbreedte 30 nanometer, maar chips met details van 15 nm liggen al in het verschiet. De Amerikaanse site Techradar stelt dat hiermee in de komende drie jaar chips met een capaciteit van 1 terabit kunnen worden gemaakt. Door de chips die samen het geheugen vormen te stapelen, zijn steeds hogere dichtheden te realiseren. Naar verwachting zijn SSD’s van 30 terabyte of meer rond 2018 of 2019 mogelijk.

Uitstel ontwikkelingen HD’s

Producenten van harde schijven worstelen inmiddels om dit tempo van ontwikkeling bij te houden. Dat betekent niet dat het aan innovatie ontbreekt. Sinds 2005 zagen harde schijven doorbraken als perpendicular recording, het op hun kant zetten van de bits, goed voor een verhoging van de dichtheid met een factor 3. Shingled memory recording is mogelijk, waarbij de sporen dankzij een kunstgreep deels kunnen overlappen. En er zijn afgesloten, met helium gevulde behuizingen op de markt verschenen, waarin zeven in plaats van vijf schijven plaats kunnen krijgen die dankzij de lagere luchtweerstand ook nog minder energie verbruiken.

In de komende jaren zijn verdere verbeteringen te verwachten zoals Heat Assisted en Microwave Assisted Recording, waar de bits dankzij hulp van laser- of microgolftechniek nog dichter op elkaar gepakt ­kunnen worden.

Die ontwikkelingen stellen de producenten echter wel voor uitdagingen die de neiging hebben vertragend te werken op de introductiedatum. De prijsdaling per gigabyte is bij harde schijven ook nagenoeg tot stilstand gekomen.

Google en YouTube

Google zoekt de toekomst van de harde schijf in een andere richting. Het bedrijf is een grootverbruiker van opslagcapaciteit. Dat is het niet alleen vanwege de zoekmachineactiviteiten, maar ook dankzij dochter YouTube. De gezamenlijke gebruikers daarvan uploaden elke minuut meer dan 400 uur video. Dat komt neer op ongeveer 1 petabyte aan data, elke dag weer. De hoeveelheid video die gebruikers aandragen groeit bovendien elke 5 jaar met een factor 10.

Vanwege het prijsverschil blijft Google gebruik maken van harde schijven, maar het bedrijf denkt wel aan andere ontwikkelingen dan waaraan de producenten nu werken. Eén daarvan is het formaat. Google werkt veelal met 3,5 inch harddisks, een verouderd formaat dat steeds meer nadelen gaat vertonen. Om daar iets aan te doen heeft Google een taskforce geformeerd, die een geheel nieuw diskformat gaat ­bedenken. “De maat van 3,5 inch is opgelegd door de pc-industrie”, schrijven de wetenschappers van Google in een uitgebreide white ­paper. “De maat is opgedrongen door de laatste generatie floppy disks en die afmeting is blijven hangen. Later is er een disk van 2,5 inch bijgekomen. Een losse diskdrive heeft een beperkte hoogte, waarin maar een bepaald aantal disks passen. Wij denken er nu over om de hoogte te vergroten, zodat er meer disks in één behuizing passen. Die gebruiken nog steeds dezelfde elektronica, maar ze leveren wel veel meer ­capaciteit.”

Het team wil de diskdrives ook niet meer zien als een afzonderlijk opslagelement, maar als onderdeel van een groter geheel. “Een conglomeraat van opslageenheden, dat naar believen in te richten is voor een bepaald doel.” Gegevens zijn op diverse plaatsen in het conglomeraat opgeslagen, het is daarom niet zo erg als een diskdrive defect raakt. “De data staan ergens anders nog een keer, dus we kunnen er altijd bij”, aldus team van Google.

Zonder cache

Om de HD beter opgewassen te laten zijn tegen de SSD, wordt de disk voorzien van een snel tussengeheugen. De zogeheten cache. Google: “Zo’n cache heeft in de regel een omvang van 30 tot 100 MB. Als we de disks in onze rekencentra in groepen schakelen, dan kunnen de kosten worden verlaagd door de individuele caches van de disks weg te halen en te concentreren in de server die de toegang tot die disks regelt.” Het team van Google hoopt dat hun onderzoek gaat leiden tot een geheel nieuw type datacenterdisk en dat de producenten van de diskdrives ook willen meedenken.


Geschiedenis

1956

 

IBM introduceert de eerste grote disk, het model 350, als onderdeel van het Ramac (Random Access Method of Accounting and Control) computersysteem. De stapel disks had een capaciteit van 5 megabyte en was zo groot als een dubbele koelkast. Gegevens ­werden weggeschreven met een dichtheid van circa 2000 bit per ­vierkante inch.

 

1966

IBM ontwikkelde zijn Direct Accessible Storage Device, beter bekend onder het acroniem DASD. Het model 2314 bevatte acht disks plus een reserve. Per disk was er 29,2 megabyte opslagcapaciteit, de hele unit had ruimte voor 233 MB. De oppervlaktedichtheid (areal density) is inmiddels opgeklommen tot 400 kilobit per vierkante inch.

 

1976

Het Memorex 3650 diskpack had een opslagcapaciteit van 317,5 megabyte. Het device was direct compatibel met de 3350 disks van IBM. Het was mogelijk om 2 Head Disk Assemblies (HDA’s) in één kast ter grootte van een kleine koelkast te zetten, voor een totale opslag van 635 MB. De areal density ligt in de buurt van 7 megabit per vierkante inch.

 

1986

Dit jaar markeert de introductie van de eerste disk met een zogeheten ­SCSI-koppeling (Small Computer System Interface) waarmee ook ­kleine computers konden worden voorzien van een standaard ­diskdrive. Er passen al 20 megabit op een vierkante inch.

 

 

1996

Seagate kondigt zijn Cheetah diskdrive aan, de eerste die 10.000 toeren per minuut (rpm) draait. Hoe sneller een disk ronddraait, des te korter duurt het voordat de gegevens onder de leeskop doorkomen. In dit jaar wordt de 1 gigabit per vierkante inch behaald, een mijlpaal voor die tijd.

 

 

2006

Toshiba is de eerste fabrikant die erin slaagt om een disk met perpendicular recording te maken. De bits liggen daarbij niet meer op het spoor, maar ze staan rechtop. Daardoor passen er veel meer bits op de schijf en kan Toshiba een disk van 200 gigabyte aanbieden. De oppervlaktedichtheid bedraagt zo’n 130 gigabit per vierkante inch.

 

2016

SSD’s hebben de harddisks ingehaald. Samsung introduceert in 2016 een SSD met een capaciteit van 15,36 terabyte. Dat is ruim de helft meer dan de grootste harddisk, die al twee jaar eerder door HGST werd geïntroduceerd. Die harddisk zit bovendien gevangen in een ­casing van 3,5 inch, waar de SSD van Samsung slechts een behuizing van 2,5 inch heeft. Samsung komt tot deze opslagcapaciteit door 512 derde generatie 256Gb V-NAND memory chips te combineren.

 

Dit artikel verscheen eerder in AutomatiseringGids nr. 6 2016

 

 

 
Lees het hele artikel
Je kunt dit artikel lezen nadat je bent ingelogd. Ben je nieuw bij AG Connect, registreer je dan gratis!

Inloggen

Registreren

  • Direct toegang tot AGConnect.nl
  • Dagelijks een AGConnect nieuwsbrief
  • 30 dagen onbeperkte toegang tot AGConnect.nl

Ben je abonnee, maar heb je nog geen account? Laat de klantenservice je terugbellen!