阅读本博客文章的第 1 部分：2024 年存储、技术和全球趋势预测（第 1 部分）：AI 炒作确实存在！
预测 2：HDD 没落的开始
过去二十年里，NAND 闪存（通常以 SSD 的形式出现）几乎在所有应用中稳步取代了机械硬盘。还记得早期的 iPod 和它们的 HDD 吗？ 或者，也许您还记得需要等待好几分钟，电脑才能启动。如果您是数据库管理员，您可能会记得使用 15K 或 10K RPM HDD 来努力驱动足够的 IOPS，以便在合理的时间内完成数据库查询。所有这些大量使用 HDD 的应用，现在都已经过时了。因此，在很大程度上，HDD 只剩下两个应用，分别是较慢层的数据中心或云存储，以及监控摄像头的视频存储。
这些应用在 HDD 上仍然运行良好，因为 HDD 还是有可取之处。它们能以非常便宜的价格提供大量数据存储空间。对于具有高度顺序工作负载且对读取或获取数据的性能不重要的应用，HDD 仍然是王者。不过，虽然仍然有大量数据在 HDD 上运行，但正如 Bob Dylan 所说，“时代在变”。究其原因，像人工智能 (AI) 和数据库分析等新应用需要更快地访问数据中心中的所有数据；SSD 现在发展到甚至比最密集的近线 HDD 更大、更密集；机架电源如今是数据中心最宝贵的商品，而很多时候机架内可充分冷却的可用空间……
美光推出了全球首款 200+ 层 NAND 数据中心 NVMe™ SSD——美光 6500 ION SSD，为市场带来了每立方英寸可存储 4.8TB 数据的低成本、高性能存储设备。这几乎是目前密度最大的 24TB 近线 HDD 每立方英寸存储容量的 5 倍！
现在，当云计算公司试图弄清楚如何在其数据中心所需的所有计算和存储之上安装所有 AI 训练和推理系统时，节省 5 倍的机架空间听起来很有吸引力。更不用说，对于给定的工作量，HDD 消耗的能源大约是 SSD 的 2,500 倍，这意味着在使用 SSD 时，计算和其他应用将有更多的电力和冷却可用。事实上，Swapna Yasarapu 和 Shashidhar Joshi 在 2023 年的存储开发者大会 (Storage Developer Conference) 上做了一场很有意思的演讲，概述了固态硬盘在云存储领域的新机遇。
现在，不要误解我的意思，其实，即使随着时间的推移，NAND 晶圆厂产能增加、NAND 成本下降，使得在较冷应用中部署它们更具吸引力，HDD 也仍将存在很长一段时间。但是，在数据中心，哪怕是从近线 HDD 到 SSD 的小幅转换也很有意义，因为根据 IDC 的数据，2024 年，SSD 预计将仅占数据中心存储的 12%。有远见的先行者愿意支付更高的单位存储价格来锁定高容量 SSD 的供应，他们将获得比竞争对手更大的总拥有成本 (TCO) 优势，而且能够在减少数据中心电力、冷却和占地面积负担的情况下提高存储容量。
预测 3：支持 PCIe® 5.0 的数据中心 NVMe SSD 终将迎来曙光
数据中心对 PCIe 5.0 硬盘的采用速度远低于许多业内人士的预期。究其原因，主要是技术挑战和价值主张。其中，技术挑战包括直接和间接两方面，直接挑战与实现主机和端点之间的广泛兼容性有关，因为它的速度比之前的 PCIe 4.0 提高了一倍，达到 32GT/s，这使得更难以确保信号的完整性；而间接挑战则涉及到多个因素，包括：
- 支持 PCIe 5.0 的处理器和平台遭到推迟。
- 与上一代处理器相比，用于虚拟化和容器化环境的这些平台的 TCO 不尽如人意。
- 缺乏高速以太网适配器部署，意味着许多服务器（特别是大容量服务器）的瓶颈已经成为 NIC 而非存储。
* 无巨型帧和使用 TCP 的千兆以太网的吞吐量约为 928Mbps 或 116MB/s。
最重要的是，企业根本没有足够的插槽，也没有令人信服的理由来支付 PCIe 5.0 NVMe SSD 的早期采用溢价。
但是，随着服务器中 AI 系统的占比快速增长（例如，TrendForce 预测，从 2022 年到 2024 年，AI 服务器在服务器总数中的比例将翻一番）、领先 CPU 制造商推出支持 PCIe 5.0 的第二代服务器 CPU 以及更多供应商推出能使随机工作负载上 PCIe 5.0 链路饱和的更好的 PCIe 5.0 SSD，在 2024 年下半年，基于 PCIe 5.0 的 NVMe SSD 有望获得更多采用和出货。
对 AI 等数据密集型应用而言，PCIe 5.0 硬盘在性能、可扩展性和效率方面具有显著优势。然而，数据中心对这类硬盘的采用受到各种技术和经济因素的阻碍。随着行业克服这些挑战，及对 AI 系统需求的增长，我们预计从 2024 年开始，基于 PCIe 5.0 的 NVMe SSD 的部署将激增。这类硬盘将实现更快、更智能的数据处理、分析和决策，为数据中心运营商和客户带来竞争优势。
1 The History of the iPod 时间线 | Timetoast timelines
2 62,500 读取 IOPS/W（美光 6500 ION 数据表值）对比 25.3 读取 IOPS/W（截至 2023 年 5 月，Seagate Exos 2X18 双磁臂 HDD 的公开数据表值）。
3 新的云工作负载对存储介质未来的影响 (New Cloud Workloads Implications for Storage Media Futures)(storagedeveloper.org)
