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- 发布日期：2024-01-05 13:11 点击次数：113
“SSD（固态硬盘）取代HDD（机械硬盘）时机已经到来。”中国工程院院士倪光南在近期的一场演讲中如此表示。
关于固态硬盘取代机械硬盘的讨论不是刚刚兴起。2015年，SSD全球出货量达到1.02亿，相比2011年增长超过700%；与此同时，HDD的出货量从2011年的6.215亿片下降到了4.689亿片。SSD对HDD的替代效应明显，此时市场就已经有了声音，认为SSD取代HDD只是时间问题。
根据存储行业分析机构Trendfocus的数据，2022年希捷硬盘出货量下降了 43.7%，西部数据同期下滑了 43.0%，东芝出货量同比下降39.3%。从行业整体数据来看，HDD出货量全年下降42.5%。
一边是SSD的迅速发展，一边是HDD市场肉眼可见的萎缩。Pure Storage高管预测，由于电力成本和可用性以及 NAND 成本的下降，HDD可能会在2028年告别历史舞台。对于这一预测，市场观点如何呢？
01
信心满满的SSD厂商
从性能方面看，美光企业副总裁兼存储产品事业部总经理Jeremy Werner此前撰文分析了SSD及HDD硬盘的发展趋势。他认为SSD在功耗、空间、辅助硬件整合、可靠性和相对使用寿命等方面能带来成本节约已被广泛接受，而随着高性能存储市场的不断扩展，这一趋势将继续在2022年加速发展。
Jeremy Werner认为HDD难以达到目前的性能基准水平，也很难像SSD那样随着容量的增加而升级性能，因此在未来十年中，SSD基本上会使机械硬盘沦落至如今磁带一般的境地，仅用于诸如存档之类的低性能场景。
从成本来看，SSD的价格正在迅速下降。集邦咨询在2022年的发布的报告显示，512GB SSD 的价格与笔记本电脑的 500GB HDD 相当，同时集邦咨询表示2022年年底512GB SSD的价格已经与2022年年中256G SSD价格接近了。半导体产业纵横记者了解到，在国内市场上1TB的SSD价格也已经不高于同样容量的HDD价格了。
除了受到市场需求与整体经济环境影响，SSD市场玩家的增加使得整个市场的价格更加敏感，SSD厂商不仅要与HDD拼成本，更要和其他品牌“拼刺刀”，因此SSD市场存在“亏本抢份额”的情况。这样的情况下，HDD原本的成本优势似乎已经不再明显。
从应用方面来看，消费类 SSD 的平均容量已超过 500GB。集邦咨询数据显示，2022 年售出的笔记本电脑中有 92% 在使用 SSD，预计到 2023 年这一比例将增长到 96%。在非消费类领域，美光认为随着高性能的NVMe共享存储在云端和可组合基础设施中变得越来越普遍，市场将看到对大容量和低成本SSD的需求在不断增加。
02
不慌不忙的HDD厂商
纵使SSD作为后起之秀风头不减，HDD厂商似乎并没有那么慌乱。
2021 年，希捷就表示SSD 肯定不会杀死HDD。VAST指出磁盘驱动器 IO 限制会削弱在 PB 级数据存储中使用更大的HDD。
在大容量产品市场，HDD依旧拥有价格优势。虽然SSD正在迅速发展，但如果看向更大容量的产品，SSD依旧是奢侈的产品。2TB的某国产品牌SSD在京东的价格为658元，而机械硬盘的价格基本都低于400元。随着容量增大，HDD单位TB的成本的优势就更加明显。基于这样的优势，HDD厂商依旧把持着大容量存储市场。希捷CTO John Morris博士曾在采访中表示，全球数据现在有一半都存储在数据中心中，而90%的存储介质仍是机械硬盘，10%才是SSD。
除了大容量产品的成本优势，HDD的可靠性是另一个竞争优势。SSD是基于NAND的非易失性存储器，闪存将数据存储在由浮栅晶体管组成的各个存储单元中。虽然它们是基于半导体的存储器，但是当它们没有通电时它们会保留信息，这一功能显然是与基于磁盘的数据存储竞争的必要条件。
SSD在内部DRAM缓存中设置了一个FTL表，负责记录SSD在正常工作中必需的元素，对SSD运行发挥着重要作用，异常断电后，FTL表内的元数据容易丢失、损坏，导致SSD无法正常读写。而相对来说，机械硬盘是由控制电路板、磁头、马达、盘片等部件构成的，其中的盘片，就是机械硬盘存储数据的真正部件，盘片是由附着了磁性材料的铝合金制作的，往机械硬盘上面写入数据的过程，就是由磁头改变盘片上面微小磁铁的磁场方向的过程。由于机械硬盘是通过磁场方向来表示数据0和1的，因此异常断电对数据的影响就没有那么大。
此外， SSD单元通过栅极推动电子以设置其状态。这个过程在单元上磨损，随着时间的推移会降低其性能，直到SSD磨损。在SSD上重复读取和擦除的影响是累积的，并且SSD可以减慢甚至随着老化程度显示错误。相对来说使用寿命更短，而HDD在使用中导致的磨损相对较小，在妥善保管（防潮、常温、杜绝震动、隔绝强磁场等）的前提之下，理论上来说，机械硬盘的数据可以这样维持很久的时间。
03
HDD风云60年
自IBM于1956年推出硬盘驱动器以来，硬盘驱动器已经存在了60多年。
世界上第一块硬盘：350RAMAC。盘片直径为24英寸，盘片数为50片，重量则是上百公斤，相当于两个冰箱的体积。不过其储存容量只有5MB，放在今天成本接近30万美元。
1973年IBM研制成功了一种新型的硬盘IBM 3340，温彻斯特（Winchester）硬盘。1979年IBM发明了薄膜磁头技术，这项技术显著减少了磁头和磁片的距离，增加数据密度。硬盘体积自此进一步减小， 芯片采购平台读写速度更快，容量更大。同时期IBM推出了是第一款采用薄膜磁头技术的硬盘 IBM 3370。1980年推出的IBM 3380，容量达2.5GB，重量超过500磅。
在20世纪80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技术，这种新型磁头采取磁感应写入、磁阻读取的方式，令磁头灵敏度大大提升，大幅度提高硬盘的工作效率。1997年时，另一项划时代的技术诞生了，那就是GMR巨磁阻效应磁头，使用GMR之后，存储密度相对于以前提高了8倍之多，这使硬盘的存储密度又上了一个台阶。
2007年，垂直存储技术出现了日立推出的第一款突破TB级容量的硬盘。到2012年，有了第一款4TB硬盘的现身。
2011年时，SSD出货量仅1460万片；而HDD出货量是6.215亿片。当年希捷CEO曾表示：“机械硬盘是永远无法被SSD取代的”。同年，泰国突发了大洪灾，作为全球最大的硬盘配件及驱动器生产基地，洪灾发生后，各厂商纷纷停产，导致硬盘供应进入短缺状态，重创整个机械硬盘行业。随后，2012年至2013年，SSD进入快车道，虽然价格贵，但出货量保持着高速增长。反观HDD，经历2011年洪灾打击，2012年出货量创下新低，2013年恢复产能之后，市场的需求下滑，出货量持续下降。2014年至2015年，SSD彻底爆发。
HDD厂商也想过加入SSD阵营。2014年希捷花了4.5亿美元收购了安华高旗下的LSI两个部门，2017年，希捷在东芝闪存业务收购中出资了13亿美元，同时希捷也和东芝签订了闪存供应协议，可以获得稳定的闪存芯片供应，保证SSD业务拓展。希捷强调，他们的SSD业务重点是企业级市场，因为价值更高，但也不会放弃消费级市场。
然而，2019年希捷放弃自有主控，推出BarraCuda 510 M.2固态硬盘；2021年希捷推出了FireCuda SSD，主要聚焦于游戏领域。从希捷这几年的产品和战略看，希捷对于消费级SSD并没有太大兴趣，只是零零星星地发布过几款产品，规格、性能都中规中矩，在血雨腥风的SSD市场上没有获得太大份额。
另一家HDD大厂西部数据在SSD产品线布局颇广。西部数据收购闪迪之后，可以自己生产NAND颗粒，这就保证了西数固态的闪存芯片都是原厂颗粒，此外多家外媒报道西部数据已经与铠侠进行了多轮谈判，如果收购成功西数在SSD产品的产品会更加丰富。
但整体来说，SSD市场主要由三星、金士顿、美光等厂商占据，在国内市场方面，受益于国产颗粒厂商的发展，一部分国内SSD品牌的份额也在增长。
04
HDD厂商的大容量市场保卫战
正如前文所说，SSD当下仅在消费级领域拥有成本优势，HDD厂商还占据着大容量存储市场。但根据Wikibon的预测，SSD在成本上具备完全的优势，可能只要到2026年。
Gartner也进行了调查，声称到 2026 年企业级 SSD 将达到 HDD/SSD 艾字节出货量的 35%。该市场预测显示，SSD将占2026年HDD+SSD EB级发售容量的 32%，约为1400 EB，而HDD约为3200 EB。Gartner预测，从2022年到2026年，HDD容量将以16%的复合年增长率增长，SSD的加速度更高。到2026年，HDD预计将拥有68%的份额，而目前HDD占据的容量约为82%的份额。
于是HDD厂商们仍在通过其他技术提升产品的竞争力。
希捷最近表示，即将发布采用 HAMR 技术（热辅助磁性写入技术）的 32 TB 近线硬盘，预计发布时间在未来几个月内。
HAMR 是一项高度复杂的技术。它需要能够承受大约 450°C 或更高的局部高温（使用波长约为 810 nm 和功率约为 20 mW 的激光产生）而不会随时间变形的新型盘片。这些盘片预计将由玻璃基板制成，并覆盖一层薄薄的 Fe-Pt 合金磁性层，以确保可靠性并防止最终变形。
多年来，西部数据一直在犹豫是否采用 HAMR 作为其生产大容量硬盘的方法。2023年，西部数据首席财务官 Wissam Jabre 在美国银行证券 2023 年全球技术会议上确认西数会在1.5年内实现某种程度的量产。
或许，HAMR能够成为HDD厂商在成本上保持优势的可能性。无论如何，HDD彻底退出市场还要相当一段时间才能看到。在这期间，打败HDD的也未必是SSD。