Tendencias en Almacenamiento para 2014

Por Paul Rowan, Director General de Productos de Almacenamiento SSD y Nick Spittle, Gerente de Gestión de Producto, de Toshiba Electronics Europe.

El mundo del almacenamiento está cambiando rápidamente; los datos se están creando y compartiendo a un ritmo frenético. Desde las instituciones globales a las pequeñas empresas y los consumidores individuales, las necesidades de almacenamiento de datos están creciendo, se desea acceder fácilmente a los datos sin importar el dispositivo o la ubicación.

Con el aumento de las velocidades de Internet, la dependencia del entorno de trabajo de los sistemas informáticos, el acceso a contenido de vídeo de alta definición y 3D, y el auge de los medios sociales, la producción y el almacenamiento de datos digitales está en su punto más alto – y las empresas corren el riesgo de ser sobrecargadas por los datos. Para combatir esta oleada de datos, la firma de investigación de mercado IDC predice que en todo el mundo la capacidad instalada de almacenamiento bruta subirá de 2.596 exabytes (EB) en el año 2012 a 7235 EB (7.235 zetabytes) en 2017.

Para poner esta cifra en perspectiva, 1EB equivale 1.000.000.000.000.000.000 bytes o 1018 bytes. Para ayudar a entenderlo mejor, ¡1EB es equivalente al almacenamiento disponible en 31 millones de iPads de 32GB!

La mayoría de datos digitales se almacena en discos duros, sin embargo los SSDs ofrecen ventajas importantes tales como menor consumo de energía y tiempos de acceso de datos más cortos, mientras que los discos duros siguen ofreciendo precios y características de rendimiento que todavía los hacen la opción favorita a menudo. Cerrar la brecha entre dos unidades híbridas de estado sólido (SSHD) combina SSDs y HDDs en una sola unidad, con el objetivo de mejorar el ratio de precio/rendimiento.

Sin embargo, el tipo de soporte en el que se almacenan los datos es sólo la mitad de la historia – donde se encuentran geográficamente los datos es la otra.

Los consumidores y las empresas se están volviendo más y más cómodos utilizando los servicios de almacenamiento en nube, y el acceso a datos a través de una conexión a Internet, en lugar de un dispositivo de almacenamiento local.

Tendencias en Almacenamiento Personal

En el espacio de la informática personal, los discos duros tradicionales siguen siendo las unidades estándar de facto instaladas en los ordenadores personales y muchos ordenadores portátiles. Si bien la capacidad y el rendimiento están aumentando de forma continua, el rendimiento del disco duro siempre será dependiente de los componentes mecánicos utilizados.

Sin embargo, a pesar de estas limitaciones, la capacidad y el rendimiento de los próximos años, es probable que continúe aumentando. Los controladores para ordenadores portátiles, también es probable que continúen siendo cada vez más pequeños, más ligeros, más silenciosos y más energéticamente eficientes.

A pesar de las mejoras en las tecnologías de disco duro, los dispositivos móviles y de informática están adoptando cada vez más tecnologías SSD debido a sus mayores velocidades y factores de forma más pequeños. Los SSDs no tienen partes móviles y almacenan todos sus datos en la memoria flash NAND. Debido a que a la memoria flash NAND se puede acceder con mayor rapidez, esta aumenta las tasas de flujo de datos y el número de entradas/salidas por segundo (OIA).

Los chips NAND constituyen la mayor parte del coste de los SSDs, y los esfuerzos para reducir el coste de NAND inicialmente se centraron en el aumento de la cantidad de datos que se podían almacenar en un chip de determinado tamaño.

En los próximos años, los precios de los SSDs se prevé que continuarán siendo cada vez más asequibles, y también es probable que serán reducidos en envolventes más y más pequeños. El aumento de la asequibilidad también verá a los SSDs dar el salto a los sistemas de información y entretenimiento del automóvil en un futuro próximo.

Debido a la creciente demanda de mayor capacidad, la memoria flash NAND se ha convertido en la tecnología que más agresivamente ha escalado entre dispositivos electrónicos. El “Die shrinks” (reducción del tamaño de las células NAND) se ha acelerado en los últimos años, y ahora es normal encontrar SSDs basados ​​en tecnologías de 19nm. Sin embargo, hay límites a cómo otras tecnologías de fabricación actuales pueden desarrollar la miniaturización.

Los aumentos de densidad de flash también se pueden lograr mediante el aumento del número de bits almacenados en cada célula. Célula NAND de un solo nivel (SLC) NAND, almacena un solo “bit” dentro de cada célula, mientras que la célula NAND multinivel (MLC) puede almacenar dos bits por celda, y células NAND de triple nivel (TLC) pueden almacenar tres.

Debido al reducido coste por GB, MLC y TLC son cada vez más frecuentes en el mercado, especialmente en la electrónica de consumo y 3D NAND está en el horizonte.

Sin embargo, los SSDs se enfrentan a limitaciones en términos de esperanza de vida, y para cada bit que se almacena por celda, el número de ciclos de lectura/escritura puede soportar descensos: SLC puede soportar alrededor de 100.000 ciclos, MLC de 5.000 a 10.000 y TLC alrededor de 1.000.

La carga de trabajo, especialmente en el sector de las empresas puede ser extrema e implicar grandes volúmenes transaccionales de almacenamiento de datos, lo que podría ser pesar en las operaciones de escritura sobre las de lectura. Para los SSDs la frecuencia de este cambio de datos predice la vida del dispositivo en campo.

Una reciente entrada en el mercado ha sido el SSHD que combina los precios y los beneficios del almacenamiento HDD, con una caché NAND que aumenta el rendimiento de lectura/escritura. Usando algoritmos inteligentes, las unidades híbridas identifican regularmente el acceso a los datos, tales como el sistema operativo del ordenador y lo almacena en la memoria caché NAND. De esta manera, los consumidores pueden acceder a velocidades casi SSD a precios como HDD.

Tendencias en almacenamiento para empresas

El almacenamiento por niveles utiliza una serie de tecnologías de almacenamiento de HDD y SSD de manera que los datos se almacenan en el soporte de almacenamiento más eficaz. Con la creciente demanda de almacenamiento de datos, y acceso rápido a datos, más y más centros de datos y servidores de la nube se mueven a una arquitectura por niveles.

Algoritmos automatizados seleccionan la forma más eficaz de almacenamiento en función de los requisitos de coste, rendimiento, disponibilidad, protección y velocidad de recuperación. Una arquitectura de almacenamiento por niveles utilizará los beneficios clave de las unidades empresariales de estado sólido (ESSDS) y HDDs para proporcionar la solución de almacenamiento apropiado de acuerdo con la frecuencia y la rapidez con que necesita acceder a los datos.

Las velocidades de acceso están graduadas, comenzando con la más alta en la parte superior de la pirámide y bajando a la más baja en la parte inferior. Las partes más bajas de nivel offline y datos casi en línea que se necesitan para copias de seguridad o compatibilidad. Estos datos se almacenan típicamente en unidades de disco duro de 7.200 RPM. Los niveles ascendentes almacenarían datos críticos y online del negocio con los más rápidos discos duros de 10.000 RPM hacia la parte superior de la pirámide. En la parte superior se encuentra la ESSDS con sus velocidades de acceso súper rápido, y éstos se utilizan para almacenar datos de misión crítica que necesitan ser descargados con frecuencia.

La combinación de la capacidad de acceso de lectura aleatoria rápida de los SSDs y la gran capacidad de los HDDs, las empresas pueden optimizar fácilmente el manejo de datos críticos del negocio y archivos multimedia de gran tamaño. Los HDDs proporcionan la base con la gran capacidad de almacenamiento de datos y los SSDs se asientan en la parte superior que proporciona un acceso rápido a datos de misión crítica.

Los sistemas de almacenamiento por niveles han sido diseñados para reducir al mínimo el consumo de energía mediante la distribución de datos para el almacenamiento por “sección” o “capa” más adecuada. Al asegurar que los medios más adecuados se utilizan para almacenar y recuperar datos, el consumo de energía y disipación de calor se reducen al mínimo – ambos de los cuales son temas críticos para centros de datos y almacenamiento empresarial.

Tendencias en Big Data

Un número cada vez mayor de gobiernos, empresas e investigadores científicos buscan analizar conjuntos de datos que son demasiado grandes para capturar, auditar, gestionar y procesar por las herramientas de software comúnmente disponibles. Por ejemplo, los experimentos llevados a cabo en el Gran Colisionador de Hadrones generan más de 500 exabytes por día, aunque “sólo” 25 petabytes (25.000.000.000.000.000 bytes) se almacenan de forma anual.

La recogida y el almacenamiento de datos para proyectos de “big data” es sólo el comienzo del proceso – y muchos despliegues de bid data se encuentran todavía en las primeras etapas y se centran en el procesamiento de las fuentes de datos tradicionales, más que las sociales, correo electrónico, vídeo y datos de sensores. A medida que estos proyectos maduren, se necesitarán mayores capacidades de análisis y un acceso a datos más rápido.

En el mundo comercial, eBay cuenta con un almacén de datos que almacena hasta 90 petabyes y se utiliza no sólo para facilitar las transacciones, sino también para analizar los datos de los clientes y las tendencias.

Los servicios de In-Memory Computing (IMC) se proporcionan a menudo por los proveedores de la nube y pueden exprimir lotes de procesos de análisis que normalmente duran horas, en minutos o segundos. El aumento de la asequibilidad de las rápidas tecnologías SSD está ayudando a aumentar la capacidad del proveedor para proporcionar servicios IMC aumentando aún más la tasa de adopción.

Es probable que veamos un crecimiento continuo de adopción IMC en 2014, así como un mayor enfoque en el desarrollo de normas que ayudarán a reducir la complejidad arquitectónica.

Conclusión

Las necesidades de capacidad de almacenamiento de datos seguirán creciendo sin cesar y las empresas y los consumidores seguirán demandando acceso más rápido y más conveniente. Los datos con acceso de más frecuencia se desplazarán a los productos basados ​​en NAND, mientras que más arquitecturas de nivel acomodarán la copia de seguridad de datos y el almacenamiento a largo plazo de los datos con acceso menos frecuente.

Con las capacidades de Toshiba ampliándose a través de todo el panorama de medios de almacenamiento, la empresa estará en condiciones de apoyar las necesidades crecientes de almacenamiento del mundo.