Появление твердотельных накопителей, возможно, стало самым значимым событием для персональных компьютеров за последние восемь лет. Быстрее графические и центральные процессоры также никогда не помешают, но SSD могут вдохнуть новую жизнь практически в любой компьютер. Первые модели могли иметь проблемы с производительностью, но как только они были устранены, стало ясно, что восхождение NAND Flash на вершину рынка хранения данных является лишь вопросом времени, надёжности и стоимости за бит, а не скорости работы. Эти устройства прижились на всех уровнях, от отдельных домашних компьютеров до высокопроизводительных предприятий.
Вот почему удивительно видеть утверждение портала ZDNet о том, что 2015 год стал «началом конца» памяти NAND для предприятий. Это мнение основано на ряде опубликованных в 2015 году статей относительно надёжности NAND, производительности и пригодности для датацентров. Вот некоторые из этих статей:
Facebook и университет Карнеги-Меллон пишут, что более высокие температуры могут негативно повлиять на надёжность SSD, и что это связано с более высоким потреблением электроэнергии. Интересно, что это исследование показало, что частота отказов нелинейно возрастает (только возрастает) с количеством записанных в память NAND данных, что редкие участки данных и плотные участки данных могут увеличить уровни отказов при опредёленных условиях, и что SSD-накопители, которые не уменьшают скорость работы и испытывают перегрев, имеют более высокие уровни отказов.
Масштабное корейское исследование производительности обнаружило, что сбор мусора в SSD не уживается с существующими алгоритмами для этой цели, что в некоторых случаях приводит к значительным падениям производительности. В документе делается вывод, что в настоящее время невозможно гарантировать определённое количество IOPS, когда несколько виртуальных машин размещены на одном диске. В то время как этот документ использует потребительские накопители, найденные недостатки сбора мусора относятся и к промышленным моделям.
Новое исследование компании Sandisk показало, что использование нескольких слоев лог-структурированных приложений «затрагивает секвенциальность и увеличивает нагрузку записи на флэш-устройства через рандомизацию нагрузок, неравные размеры сегментов и несогласованный сбор мусора. Все эти эффекты могут сочетаться, сводя на нет предполагаемый положительный эффект использования логов».
Вместе эти отчёты указывают на проблемы с надёжностью SSD, производительностью и пригодностью для определённых нагрузок. Однако кажется сомнительным, что всё это приведёт к уходу накопителей из датацентров.
Если бы можно было перемотать часы до начала эпохи HDD, мы бы увидели такие же сомнения в будущем жёстких дисков, приходящим на смену лентам. В 1970-х и начале 1980-х лента была проверенной технологией, а жёсткие диски дерзким новичком. Трудно найти сравнение затрат (и это сильно зависит от сегмента), но 4 марта 1985 года журнал Computerworld предполагал, что ленточные накопители гораздо дешевле, чем их аналоги HDD.
Не стоит заводить аналогию слишком далеко, но связь есть. Темпы аппаратных инноваций всегда быстрее, чем у программного обеспечения, которое работает с аппаратным; вы не можете писать программное обеспечение для аппаратных средств, которых ещё не существует. Неудивительно, что на изучение нюансов использования SSD на предприятиях ушли годы, и что существуют различные практики оптимального использования накопителей.
Статья 2005 года (подкрепленная видео 2009 года) показала, как крик на жёсткие диски может буквально заставить их перестать работать. В то время как производители дисков, очевидно, были осведомлены о необходимости ослабить вибрации при корпоративном развёртывании задолго до этого, потребители узнали об этой проблеме только тогда.
Жёсткие диски, тем не менее, по-прежнему продаются в больших количествах, даже для развертывания на предприятиях.
Ничего из этого не говорит, что память NAND не имеет проблем или не потребует замены в средне-долгосрочной перспективе. Только в 2015 году рассматривалось несколько вариантов замены. Но мы видим, что легко обещать огромные преимущества на бумаге и трудно реализовать их маштабируемым и экономически эффективным образом на практике.
Прямо сейчас кажется, что распространение 3D NAND будет продвигать вперёд дальнейшую эволюцию технологии SSD в течение следующих 3-5 лет. Это затруднит распространение альтернативных технологий - они должны будут соответствовать возросшей плотности хранения данных в 3D NAND или предложить на несколько порядков более высокую производительность. Совместное предприятие корпораций Micron и Intel со своей технологией 3D Xpoint может в 2016 году нарушить статус-кво, но лучше подождать достоверных данных, прежде чем делать выводы.
Пока можно сказать, что перед нами не начало конца, а конец начала развития памяти NAND, и дальше начнётся переход к оптимизации программного обеспечения и лучшего понимания методик использования по мере продвижения технологии в датацентры.