Höhere Speicherkapazitäten nötig Storage im Umbruch – aktuelle Trends

Der Markt für Speichermedien ist stark in Bewegung geraten, seit immer mehr Nutzer von Mobilgeräten und eine wachsende Zahl von Geräten mit Sensoren nach höheren Speicherkapazitäten, aber auch andersartig gestalteten Speichermethoden verlangen.

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Mehrere Storage-Trends bestimmen derzeit die Entwicklung von Speichermedien. Sowohl die Speicherinfrastrukturen haben sich geändert als auch der Bedarf an Kapazität und Performance. Die Hersteller haben bereits Muster der nächsten und übernächsten Generation von Speichermedien vorgestellt. Unser Schwesterportal Storage-insider.de sprach mit Axel ­Köster, IBMs Chef-Technologe für Speichersysteme in EMEA.

Flash Memory

In Sachen Flash Memory hat sich nach Ansicht von IBMs Storage-Experte Axel Köster ein Wettrennen darum entwickelt, wer die meisten „Stockwerke“ im 3D-Design von NAND-Flash-Chips erzielt. Derzeit sind Chips mit 32 Schichten verfügbar. Der Durchbruch für 3D-Flash kommt wohl dieses Jahr, also 2015. Köster erwartet eine jährliche Verdopplung der Speicherkapazität. Labormuster mit der zehnfachen Speicherdichte sind bereits machbar.

Hinzu kommt, dass die 3D-Design-Fabrikation zwar aufwändiger, aber die Kosten pro Gigabyte mittlerweile unterhalb denen des 2D-Designs liegen, gemäß der Formel „Fläche pro Prozesskosten“. Die zukünftigen 3D-PCM-Chips konkurrieren mit der 3D-NAND-Technik, die zusätzlich noch dank TLC-Technik 3 Bits pro Zelle speichern können.

Phase Change Memory

Eine Alternative zu der begrenzten Skalierbarkeit von elektrischer Ladung als Speichermechanismus stellt nach Ansicht Kösters Phase Change Memory (PCM) dar. Dieses Mittelding aus Flash und DRAM ist 10.000-mal haltbarer bei Schreibzugriffen als Flash, benötigt keinen „Aufräumdienst“ mit entsprechendem Overhead und wird bald zu vergleichbaren Preisen wie NAND-Flash zur Verfügung stehen. Der produktive Einsatz mit geringen technischen ­Anforderungen wird seit einigen Jahren bei Mobilgeräten erprobt.

Flash-Arrays ohne SSDs

RAID wird nun anders implementiert. Durch die Einsparung von Komponenten für RAID-Adapter und SSD-Controller vor den Speicher-Chips sowie durch parallelisierten Zugriff wird hier eine Einsparung von Latenzzeit und Platz und Herstellungskosten erzielt, bei höherer Zuverlässigkeit.

Die Kunden wollen geringe Antwortzeiten statt „nur“ hohe I/O-Zahlen pro Sekunde. Ein Trade-off: Wenn die Software intelligenter wird, steigt die Latenzzeit. Je „dümmer“ der Controller und je geringer sein Overhead, desto geringer die Latenzzeit.

Festplatten

Im Zuge dieser Entwicklung im Flash-Markt werden Festplatten (HDDs) in der Herstellung teurer als Flash-Chips und somit zu einem Auslaufmodell, sofern HDD-Hersteller nicht ordentlich nachlegen. Seagate hat kürzlich 1 T­Byte in einem 2,5-Zoll-Format vorgestellt.

Die jüngsten HDD-Modelle Western Digital/HGST arbeiten mit Helium als niedrigviskosem Gas. Dies erlaubt kleinere Motoren, dadurch mehr Speicherfläche und höhere Speicherdichte. So lassen sich noch Kapazitäten jenseits von 8 bis 10 Terabyte realisieren. Die nächste Stufe sind überlappend schreibende HDDs, die eine voraussichtlich 50-prozentige Steigerung der Kapazität möglich machen werden.

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