Обзоры
Рынок устройств хранения данных начала нового тысячелетия
0

Рынок устройств хранения данных начала нового тысячелетия


Согласно исследованию, проведенному Университетом Беркли, в мире ежегодно производится свыше 1,6 млн. терабайт нового оригинального цифрового контента, который на каждом из этапов создания, обработки и распространения надо где-то хранить…


"Жесткие" против "твердотельных"

Удивить сегодня кого-либо компактными цифровыми устройствами, зачастую объединяющими в себе функции фотокамеры, видеокамеры, смарт-телефона, MP3-плейера, персонального электронного секретаря и Internet-приставки одновременно, весьма трудно. Однако в калейдоскопе сменяющих друг друга анонсов о выходе новых продуктов не стоит забывать, что большая часть их возможностей успешно реализована именно благодаря чипам flash-памяти.

Несмотря на значительную стоимость (часто превышающую половину цены устройств, в которых они используются), эти чипы в большинстве случаев незаменимы по совокупности своих электрических и функциональных характеристик, что, по мнению аналитиков, и объясняет ежегодный прирост до 75% объема мирового рынка flash-памяти, который, по предварительным оценкам, составил в 2001 г. более чем 2,5 млрд. долл.

В качестве одного из примеров серийных технических характеристик приведем данные
о flash-памяти стандарта Secure Digital (SD) от Kingston Technology:

  • объем карты 128 Mb;
  • время доступа произвольной выборки 300 мс;
  • время постраничной выборки 50 мс;
  • скорость чтения до 2,5 Mbps;
  • скорость записи до 2,5 Mbps;
  • заявленное время наработки "на отказ" (MTBF) более 1 млн. часов.

Однако для своего дальнейшего анализа мы сознательно выбирали в спектре выпускаемых flash-дисков, представленных на рынке в 2001 г., наиболее универсальные из них.

И действительно, удовлетворение лавинообразного роста потребностей индустрии миниатюрных телекоммуникационных и мультимедийных устройств в 2001 г. сопровождалось выпуском целых серий таких flash-дисков. Это позволило нам, в частности, по-новому взглянуть на наболевшую проблему переноса данных с одной системы на другую, которая не так давно решалась только за счет старого доброго флоппи-диска (а то и нескольких).

Решением ее и можно считать использование flash-диска в USB-исполнении. Кроме
самого чипа, в его состав обычно входит контроллер, а часть адресного пространства
наиболее "продвинутых" из них также применяется и для хранения ПО и
идентификационных персональных данных. При подключении с этими устройствами можно
работать как с обычным диском компьютера, кроме того, они обладают рядом безусловных
преимуществ:

  • объем информации соизмерим или превышает объем классического магнитного диска (16—512 МB);
  • обеспечиваются гораздо большие надежность и сопротивляемость к воздействию окружающих климатических и электромагнитных факторов;
  • для них не нужны какие-либо дополнительные устройства в компьютерах;
  • для подключения/отключения не требуется вскрытия и включения/выключения компьютера;
  • их быстродействие соизмеримо со скоростью работы накопителя на жестких дисках;
  • заявленный срок хранения информации составляет обычно более 10 лет.

Среди flash-дисков оказались MemoryBird от Fujitsu-Siemens со средней скоростью передачи данных 860 KBps, Ai Flash емкостью 16 и 32 MB, выпущенный ASUS на массовый рынок в 2001 г. Аналогичный продукт от компании Sony Electronics под названием Micro Vault с объемами 16, 32, 64 и 128 MB уже на пути к потребителю.

Однако цена 1-гигабайтового CompactFlash от SanDisk, который должен поступить в продажу в начале следующего года, установлена на отметке $800 (!), что заставило задуматься о поиске разумной альтернативы.

Не flash’ем единым…

Альтернативные варианты технологий твердотельной энергонезависимой памяти уже существуют, но их запуск в массовое производство в 2001 г. не произошел.

Небольшой проведенный ретроспективный анализ показал, что в свое время flash-диски
появились в качестве альтернативы громоздким, прожорливым и ненадежным традиционным
дисководам, неприемлемым для компактных систем, питающихся от батарей. Однако
несмотря на неоспоримые преимущества flash-накопителей (в том числе беспрецедентную
стойкость к условиям внешней среды), удельная стоимость хранения данных на них
остается весьма высокой. Другим существенным недостатком flash-дисков является
ограниченный ресурс записи, обычно не превышающий нескольких миллионов циклов.
Недостаточно быстрое снижение цен на flash-память дало толчок к разработке…
тех же самых накопителей на жестких дисках. Правда, их прародитель выглядит крайне
неуклюжим и хрупким на фоне, например, старшей модели семейства IBM MicroDrive.
Диск IBM DSCM-11000 емкостью 1 GB конструктивно оформлен как альтернатива известным
карточкам CompactFlash компании SanDisk (СF-карточки Type II) с габаритными размерами
43 36 5 мм и массой всего 16 г. Он поддерживает работу по интерфейсам ATA и PCMCIA.
Частота вращения шпинделя — 3600 об/мин. Использование современных достижений
в области технологии жестких дисков позволило гарантировать работу в диапазоне
температур от 0 до 65 °С и выдерживать ударную нагрузку до 175 g в течение
2 мс.

Таким образом, это, уже второе, поколение микронакопителей от IBM образовало брешь в ряду приложений, сфера применения которых традиционно объявлена как "flash card only".

На рынке 2001 г. это устройство не одиноко. Например, диск от Toshiba хоть и не может похвастать такой миниатюрностью, как аналогичный продукт от IBM, зато имеет в два раза большую емкость — 2 GB. Винчестер выполнен в виде карты PCMCIA Туре II, и на момент написания статьи его рекомендуемая производителем цена составила всего $299.

Затянувшееся перемирие — признак перегруппировки
сил перед боем…

Именно так, несмотря на внешнее благополучие, можно охарактеризовать ситуацию на рынке жестких дисков.

Год начался с ожидания результатов перехода подразделения Quantum HDD в собственность Maxtor, а закончился сообщением о решении компании Western Digital купить некоторые производственные мощности Fujitsu. К исходу года в строю изготовителей desktop-дисков осталось только пять ведущих компаний: IBM, Maxtor, Seagate, Samsung, Western Digital (для сравнения: в начале 90-х их было около 50).

Переходя к рассмотрению итогов года в секторе накопителей на жестких дисках, нельзя не отметить, что эффективность использования устройств хранения данных определяется параметрами интерфейса подключения к вычислительным магистралям системы. Поэтому тот, кто сумеет закрепиться, навязав свое интерфейсное решение, — фактически завоюет рынок. Ситуация будет чем-то подобна пению под фонограмму: музыку мы написали, слова известны, а насколько качественно вы исполните — оценит зритель. Дело в том, что проблема повышения внутреннего быстродействия дисковых накопителей неизбежно приводит к обсуждению вопросов о выборе оптимального размера кэш-буфера устройств и, как результат, о необходимости дальнейшего расширения эффективной полосы пропускания интерфейса.

На сегодняшний день можно констатировать, что Ultra ATA/66 как стандарт "на каждый день" и Ultra ATA/100 на "вырост" — прижились, а вот внедрение Ultra ATA/133 (в первую очередь — в сознание пользователей) будет и в дальнейшем сопровождаться накалом страстей. Впрочем, последнее можно отнести и ко "входящему в моду" Serial ATA (SATA), в основе реализации которого лежит некий технико-маркетинговый казус. Оказывается, если вам недостаточно полосы пропускания в N-проводной параллельной шине — перейдите на последовательную, это выгоднее и надежнее… По-видимому, и на сей раз вопрос о том, "зачем и кому это нужно", решится при минимальном участии тех, кто в этом заинтересован, что напоминает недавнюю историю с продвижением DDR-памяти. Ведь интерфейс не может существовать лишь на одном конце кабеля, к тому же возможности Ultra ATA/100 пока еще не исчерпаны… Хотелось бы надеяться, что в процессе работы над реализацией SATA за отправную точку будут приняты стандарты второго поколения с эквивалентной полосой пропускания 2,4 Gbps.

Что касается интерфейса для рынка высокопроизводительных решений, то наряду с "классическими" SCSI и их Ultra-расширениями продолжает формироваться рынок накопителей, использующих Fibre Channel. В классе устройств средней производительности некоторое замешательство вызвало массовое появление дешевых RAID-контроллеров, подключаемых к обычным IDE-каналам, и программных средств, нацеленных на организацию значительных массивов памяти при минимальных затратах. Масла в огонь добавило расширение выпуска моделей с IEEE 1394 (FireWire), увеличился и модельный ряд подключаемых к USB накопителей.

Все остальное, происходящее на рынке, проходило в строгом соответствии с лозунгом Олимпийских игр, победитель в которых уже давно не обгоняет остальных на круг — чаще всего лидерство определяется десятыми и сотыми долями секунды.

Таким образом, обобщенный портрет популярного накопителя на жестких дисках для
настольных систем конца 2001 года выглядит как:

  • объем 20—40 GB;
  • частота вращения шпинделя 7200 об/мин;
  • плотность записи от 20 до 40 GB на пластину;
  • размер кэш-буфера 2—4 MB;
  • форм-фактор 3,5″, высота диска 1″.

В качестве итогов года следует отметить то, что освоен интерфейс Ultra 160 и не вызывает сомнений скорое появление на рынке накопителей с Ultra 320 SCSI (Segate Cheetah X15-36LP). Анонсированы винчестеры с интерфейсом как Serial ATA, так и UATA/133, а в продажу поступили контроллеры для UATA/133.

Что касается частоты вращения шпинделя, то прошлогодний рекорд Seagate Cheetah X15 (15000 об/мин) не побит, однако теперь такие диски выпускают и другие производители (Fujitsu MAM3xxx, IBM Ultrastar 36Z15).

К явлениям, носящим массовый характер, можно отнести тот факт, что практически все фирмы "отчитались" выпуском IDE-устройств для настольных систем с плотностью записи 40 GB на пластину и постепенно смещают акценты от накопителей с частотой вращения шпинделя 5400 об/мин в сторону 7200 об/мин в секторе desktop-систем. Переориентация на выпуск высокоскоростных моделей (10000 об/мин) происходит и в секторе жестких дисков SCSI для высокопроизводительных систем.


Оптические приводы

Как и предполагалось в нашем обзоре событий за прошлый год, никаких кардинальных
изменений в секторе сменных оптических дисков в уходящем 2001 г. не произошло.

Год начался с постепенного уменьшения доли продаж устройств CD-RW со SCSI-интерфейсом и продолжился изматывающей гонкой производителей, направленной на достижение максимального быстродействия при перезаписи, что сопровождалось падением цен на младшие модели CD-RW. Так, на конец года доступно множество перезаписывающих CD-приводов со скоростной формулой 12X/8X/32X и ценой менее $80. Старшие же модели достигли скоростей записи дисков CD-R 24X — такие устройства были выпущены многими компаниями, среди которых раньше других в Украине появились модели от Plextor, Sony, TDK.

Несмотря на увеличение популярности так называемых Combo-устройств (DVD-ROM/CD-RW), спрос на CD-RW сохраняется. Понемногу расширяется сегмент перезаписывающих DVD-устройств технологии DVD+RW, а некоторые из них (например, модели производства Ricoh и Hewlett-Packard) уже даже успели появиться на украинском рынке.

Хотя большая часть оптических дисководов оснащается интерфейсом IDE, расширилась номенклатура выпускаемых моделей с интерфейсами USB и IEEE1394.

Продолжение работ над совершенствованием фундаментальных технологий записи, по-видимому, носило подготовительный характер и практически не ощущалось на массовом рынке.

Что же касается состояния цен рынка носителей, то неудивительно, что обнаружилась устойчивая тенденция роста спроса на носители DVD-R, который, по прогнозам, должен достичь 30 млн. шт. в 2002 г.

Ленточные накопители

Как ни парадоксально, но когда речь идет о дешевом (в пересчете на один
мегабайт), надежном резервировании и безопасном хранении больших объемов данных,
современным ленточным накопителям, или стримерам, никакие другие устройства составить
конкуренцию им не могут ("Компьютерное
Обозрение"
, # 37, 2001).
Бытует американская шутка о том, что достаточно законодательно потребовать сохранения
в течение шести месяцев информации о действиях пользователей в Internet, и потребности
в ленточных накопителях и картриджах удвоятся. За почти полвека, прошедших с момента
появления этих устройств на рынке, количество стандартов, технологий и их версий
уменьшилось и примерно равно числу их производителей. Чем не хорошее предостережение
для тех, кто из-за своих сиюминутных корпоративных интересов склонен плодить новые
стандарты и спецификации? Нынешний год прошел под флагом уже ставшей традиционной
борьбы между различными разновидностями технологий линейной и спиральной записи,
в результате чего на рынке появились линейки ленточных накопителей, как, например,
LaCie AIT+ с интерфейсом FireWire, позволяющий архивировать до 70 GB данных на
стандартной 8-миллиметровой кассете AIT+.

Выводы и прогнозы

Ситуация, которая сложилась в 2001 г. на рынке жестких дисков, свидетельствует о незавершенности процессов передела на нем. С другой стороны, при возрастающем объеме выпуска этих устройств мы не наблюдаем обилия фундаментальных технических новшеств. Строить какие-либо всеобъемлющие прогнозы в такой ситуации — дело рискованное и неблагодарное, поэтому ограничимся отдельными предположениями о сценариях дальнейшего развития событий.

Продолжающаяся тотальная "виртуализация", "медиализация" и "мобилизация" в рамках расширения перечня предоставляемых пользователю услуг создаст дополнительные условия, стимулирующие развитие устройств хранения на основе твердотельных полупроводниковых flash-технологий.

В близком будущем flash-накопители перестанут быть суперновинками, но наполнить рынок, по-видимому, не удастся в течение еще нескольких лет. Несмотря на предпринимаемые рядом фирм и исследовательских центров (Sharp, Winbond Electronics, Intel, SanDisc, Fujitsu-AMD Semiconductor Limited и др.) усилия, объективные технологические сложности в производстве и ориентация на более выгодный рынок мобильных персональных устройств не позволяют надеяться на существенное удешевление flash-накопителей. Иными словами, уровня удельной себестоимости хранения данных на винчестере они достигнут еще не скоро. Это, в свою очередь, придаст дополнительный импульс внедрению новейших технологий магнитной записи.

Последнее будет сопровождаться упорной борьбой за продвижение "своего интерфейса" (как отголоска баталий за новый передел рынка). В ассортименте выпускаемой продукции акцент сместится в сторону WEB- и AV-ориентированных накопителей, что потребует внести существенные изменения в конструкцию и микропрограммы контроллера для оптимизации их под новые задачи, в том числе и с целью использования в качестве сменных дисковых носителей и внешних подключаемых устройств. При этом в первую очередь будут востребованы внешние диски для настольных систем, поддерживающие интерфейс USB 2.0. Впрочем, определенная часть рынка останется за "младшими" (зато более дешевыми) USB 1.1-накопителями.

Все больше высокопроизводительных жестких дисков будут иметь частоту вращения 15000 об/мин и оснащаться кэш-буфером размером от 8 MB.

С рынка винчестеров для настольных систем окончательно будут вытеснены модели с частотой вращения шпинделя 5400 об/мин, а наиболее ходовыми станут накопители емкостью от 40 до 60—70 GB и объемом кэш-памяти 2—4 MB.

Разработка новых моделей будет сопровождаться их оснащением как усовершенствованными популярными интерфейсами Ultra ATA и Ultra SCSI, так и IEEE 1394 и Serial ATA, что только увеличит интерес к ним со стороны производителей мультимедийных устройств.

Появятся реальные технические предпосылки для налаживания массового выпуска накопителей, преодолевших символический барьер плотности 100 Gb/кв. дюйм, что соответствует размещению приблизительно 125 GB на стандартной 3,5-дюймовой пластине. Многие эксперты возлагают надежды и на скорое получение практически пригодных промежуточных результатов при исследованиях в рамках технологии "тепловой магнитной записи" (Heat Assisted Magnetic Recording — HAMR).

В мире оптических CD можно предположить, что механизмы двухмерной записи постепенно отойдут в небытие, дав возможность за счет применения многоуровневой (по глубине носителя) системы хранения данных увеличить плотность в 3—6 раз. Под неусыпным контролем производителей, очевидно, будут находиться и пишущие DVD-приводы — по мнению специалистов отрасли, 2002 г. может быть признан годом массового внедрения DVD-R, а предполагаемые объемы проданных носителей возрастут на порядок.

Толчком к дальнейшей разработке одного из практически новых направлений развития оптических съемных носителей может стать идея, что "не все то хорошо, что вращается". Однако дальше научных дебатов и пробных партий устройств речь пока не идет — избавившись от проблем, связанных с гироскопическим моментом при вращении диска, инженеры столкнулись с конструктивными сложностями, возникшими при обеспечении прецизионного позиционирования считывающего луча в двух плоскостях.

Что же касается ленточных накопителей, то по отношению к ним уместно напомнить выражение Марка Твена: "Слухи о моей смерти сильно преувеличены". Учитывая сложившиеся традиции и низкую удельную стоимость хранения с их помощью архивных данных, эти устройства еще долго будут востребованы на рынке. Развитие их, скорее всего, пойдет по пути "ползучей" модификации и увеличения плотности при одновременном уменьшении среднего времени поиска и доступа. Впрочем, некоторые компании выступили с инициативой "опробовать" в ленточных накопителях технологии увеличения плотности записи, хорошо зарекомендовавшие себя при производстве жестких дисков, что (предположительно) может привести к увеличению емкости одного картриджа до 1 TB.

Таким образом, подразумеваемый на протяжении всего обзора вопрос "Кому это нужно, а кому выгодно?" трансформируется в ставший уже привычным для нашего читателя: для чего будет использоваться приобретаемая техника, ведь поле для выбора необходимого именно Вам устройства уже и сегодня достаточно широкое…


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: