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闪存时代,硬盘三巨头何去何从?
2012-07-30   网络

在线存储行业面临着一个根本性的抉择:旋转型硬盘,还是闪存,亦或是两者兼顾?闪存技术和固态NAND存储蓬勃发展并保持着强劲的增长势头。为什么希捷、东芝和西数这三大硬盘厂商,不像OCZ、LSI、美光、SanDisk、Fusion-io等闪存存储供应商那么大抢风头?东芝如何走在了希捷和西数的前面?

现在旋转型硬盘存储的三巨头走到了一个两难境地,欢迎新的闪存技术,还是奋起反抗之?到目前的情况来看,他们是抱着欢迎的态度的:东芝,闪存的积极拥护者;希捷,提供Pulsar固态盘以及混合硬盘(带有板载闪存缓存);西数,半推半就,自己正忙于嵌入式固态盘的细分业务。

闪存时代,硬盘三巨头何去何从?

闪存行业概览,并非详尽清单

现在有三家硬盘供应商,希捷、东芝和西数;有四家主闪存芯片供应商,三星、东芝、美光和海力士。你会发现,东芝在两个阵营中都出现了,所有这六家供应商都生产闪存驱动器,也就是和硬盘差不多大小、带有磁盘类型的接口(FC、SAS和SATA)的固态盘,或者PCI闪存卡。

为了了解事情的背景,让我们对旋转型磁盘行业、闪存驱动器行业以及制造运营来个“一站式游览”吧!

旋转型磁盘行业

旋转型磁盘三大制造商掌握着全球复杂得令人难以置信的电子机械技术,每年生产数以百万计的驱动器。这体现了高科技已经发展到分子的水平,令人困惑的机械原理,执行信号处理的固件,闪电般速度的错误检测和纠错算法。

一颗驱动器包括玻璃或者铝制的盘片,带有记录介质层,靠电动马达运转。机械臂上带有读写磁头,在盘片的表面来回移动,读写字位。控制器来做所需的处理任务,了解磁盘的磁道和扇区,解码和纠错读信号,发送并接收字位到连接的主机计算机上。

磁盘驱动器是在一系列不同的工厂中制造出来的,一个工厂生产盘片,另一个生产磁头,第三个生产控制器,最后在第四个工厂组装和测试。每个类型的工厂都有一个组件供应商网络提供供给。这个行业通常是垂直集成的,但没有形成一个玻璃、铝和硅从一端流进、磁盘驱动器从另一端流出的大型工厂。有像TDK这样的独立磁头生产商,也有独立的盘片和电子马达生产商,还有像LSI这样的控制器生产商。

闪存时代,硬盘三巨头何去何从?

磁盘读写磁头

这与生产模式相对简单一些的闪存驱动器行业是不同的。

闪存带给磁盘的威胁

磁盘驱动器找到数据需要花费时间,磁头在盘片上移动,找到正确的磁道,然后磁盘旋转,将该磁道的写扇区转动到读磁头下。闪存驱动器的响应时间要比磁盘驱动器块数百倍,但是成本高出很多。将数据保存在磁盘阵列中的盘片上,能够以和闪存驱动器差不多的速率处理数据,但是这会提高磁盘存储的成本。

当IOPS至关重要的时候,固态盘是一个理想选择。在占地空间、能耗和冷却方面,固态盘也会轻易打败磁盘,因为它体积更小、用电少、给定IOPS下制冷需求更小。其结果就是固态盘被视为侵蚀着1.8英寸硬盘行业,渗透到存储阵列,在高IOPS应用方面取代高速FC和SAS硬盘、1.5万转硬盘。

固态盘还被用于轻薄笔记本和超极本中,因为显然固态盘更轻、启动和运行应用的速度更快,而且电池寿命更长。随着闪存存储越来越便宜,闪存带来的威胁将进一步扩大到1万转硬盘和桌面PC硬盘领域。面临这个威胁的硬盘供应商,是奋起反抗,还是顺应潮流,让闪存蚕食自己的硬盘销售额?

问题是相当长远的,因为现在没有足够的闪存工厂产能可以取代出货的硬盘容量,而且这是需要几年时间才能建设起来的。这至少缓解了两家没有闪存工厂的硬盘供应商的压力——希捷和西数。

闪存行业基本上很简单,有一个两层模式,闪存工厂或者代工厂制造芯片,然后芯片和控制器、固件一起组装到驱动器中,这是没有复杂的机电元件的半导体,也就是固态盘存储。

现在有四家主闪存代工厂商,分别是市场领导者三星,位列第二的东芝,其次是美光和英特尔的Intel Micron Flash Technologies (IMTF),其中美光占主导,最后是海力士。

除了这四家闪存工厂运营商和硬盘制造商之外,还有很多闪存驱动器的制造商,其中包括Corsair、Fusion-io、LSI、OCZ、OWC、SanDisk、Plextor、SMART、STEC、TMS和Virident。苹果公司也制造闪存驱动器,用于自己的iPad等产品中,其他厂商则面向所有市场。

闪存控制器产品则来自于像Marvell和LSI这样的厂商。

用作缓存的服务器闪存需要缓存软件,这来自于像OCX(SANRAD)这样的服务器闪存驱动器供应商,还有Nevex、Proximal Data和VeloBit等独立厂商。将服务器闪存硬件和软件结合起来的厂商,如推出了VFCache产品(采用美光和LSI的固态盘)的EMC,戴尔也正在服务器闪存缓存领域开发代号Hermes的产品。

再往存储堆栈上层走,有做全闪存阵列的,例如GreenBytes、Kaminario、Nimbus、Pure Storage、SolidFire、TMS、Violin Memory和Whiptail等厂商,还有使用闪存的NAS加速器,例如Avere和CacheIQ。

其中一些厂商使用固态盘作为他们的组件,另外一些像Violin则在特殊的卡上使用闪存芯片。

三星以前制造硬盘,但是将这部分业务卖给了希捷。东芝也制造硬盘,收购了富士通的硬盘业务,并在西数收购HGST的同时收购了西数的3.5英寸硬盘业务。东芝还与闪存驱动器供应商SanDisk合资建了闪存工厂,SanDisk最近受够了一些名为Pliant的闪存控制器公司。总的来看,闪存控制器公司正在被闪存驱动器制造商们吞并。

磁盘和闪存行业大事件

最近几年间,闪存行业的发展带动了多宗收购案。主要事件包括:

闪存工厂投资

- 服务器闪存卡行业领头羊Fusion-io获得三星投资
- 闪存阵列领导者之一的Vionlin Memory获得东芝投资
- 海力士收购消费级闪存控制器供应商Link A Media Devices (LAMD)

硬盘供应商的闪存交易

- 希捷和三星达成闪存芯片供应和控制器合作
- 西数收购嵌入式闪存驱动器供应商SiliconSystems

闪存控制器收购

- 希捷收购闪存控制器初创公司DensBits
- SanDisk收购控制器初创公司Pliant
- LSI收购控制器供应商SandForce
- OCZ收购控制器供应商Indilinx
- 苹果收购控制器初创公司Anobit

闪存缓存软件收购

- 戴尔收购RNA Networks
- SanDisk收购FlashSoft获得服务器缓存软件
- Fusion-io收购IO Turbine获得服务器缓存软件
- OCZ收购SANRAD获得服务器缓存软件
- TMS与Nevex合作,采用后者的缓存软件

结论

一个显而易见的结论是,驱动器供应商需要自己拥有控制器业务。除了海力士在6月刚刚收购了Link A Media Devices (LAMD)之外,其他拥有闪存工厂的厂商并未收购驱动器控制器公司,也许这就是三星、东芝和美光下一步行动的信号。

第二个结论是,服务器闪存驱动器供应商需要缓存软件,将热数据加载(有时候分享)到闪存驱动器。LSI获得了CachiCade软件,STEC则自己开发了缓存软件。TMS正在于加拿大公司Nevex合作,采用后者的CacheWorks软件。我们注意到,戴尔收购RNA Networks之后,正在开发自己的Hermes缓存软件,EMC也在开发与FAST阵列数据分层软件集成的VFCache缓存软件。NetApp也曾表示过,将把阵列中的数据缓存到服务器闪存缓存中,而且需要软件来实现。

没有一家拥有闪存工厂的厂商收购了驱动器缓存软件公司,如果他们希望提供的不仅仅是用于服务器的原始的固态盘,那么这将是另一个潜在的收购渠道。

硬盘制造商们应该怎么做?

如果磁盘制造商打算认真考虑涉足闪存驱动器领域的话,他们必须拥有自己的控制器业务。东芝就是如此。希捷收购DensBits也是这个原因。我们没有看到西数的身影,因为它正忙于嵌入式固态盘业务,并未重视控制器,如果它想扩大这个细分市场的话,就需要开发或者收购相关技术。

这是一件紧迫的事情,因为更廉价的3-bit TLC正在兴起,需要高级控制器功能将它原始的、相对无用的工作寿命转化为一款能够持续5年时间的产品。没有这样一款控制器的话,就意味着你无法出货基于TLC的驱动器,竞争对手将和你打价格战。

其次,获得闪存芯片的订单、了解闪存芯片技术从而让你的控制器延长寿命和提高性能的唯一途径,就是寻找和闪存工厂的合作。金钱可以解决这个问题,打造联盟关系。可以说,三星和希捷需要建立自己的联盟,用投资来尽可能保障联盟的坚固并激烈彼此。

东芝投资了闪存阵列系统供应商Violin Memory。三星和希捷的闪存驱动器竞争对手Fusion-io越走越近,不过希捷并没有涉足Fusion-io统治的PCIe闪存卡市场。西数哪去了,又一次不见了踪影。

当然,西数为错综复杂的HGST收购案忙得团团转,后者出货基于英特尔的固态盘。这宗收购已经被批准正在进行之中,需要高管们在闪存上花点心思,成为一些闪存控制器公司,投资海力士或者美光,直接或者间接地通过HGST——如果受监管机构施压的WD-HGST运营模式允许的话。

闪存工厂和闪存驱动器整合

如果这个行业的发展方向是跨闪存工厂和闪存驱动器的整合,那么对于磁盘驱动器制造商来说,有一件更重要的事情,与闪存代工商合作。东芝现在已经涉足闪存工厂和硬盘制造这两个阵营。三星、美光和海力士生产他们自己的闪存驱动器,他们需要拉拢潜在买家和投资者,告诉他们能给这个阵营带来些什么。

第三点是,服务器闪存驱动器供应商需要缓存软件。东芝通过SanDisk间接地做到了这一点,三星同样通过Fusion-io。如果希捷和西数认真考虑出货服务器缓存的话,他们也是需要缓存软件的,可以配合的厂商包括Nevex、Proximal Data和VeloBit。

希捷和西数正在由一个强硬的、经验丰富的管理团队带领着,他们在激烈的硬盘行业整合大战中存活下来,他们知道,硬盘轻松地取代了在线磁盘驱动器和备份磁带驱动器;他们知道,更高速的存储介质可以取而代之,从根本上改变业务模式。既来之,则安之。没有磁带驱动器和磁带库厂商能够尝试成为一家成功的磁盘阵列厂商,没有。

现在,旋转型磁盘驱动器厂商们同样面临着更高速存储介质带来的威胁,磁盘会是一种新型的磁带吗,闪存会是一种新型的磁盘吗?

这些意志坚强的、富有远见的管理团队是否清楚地意识到了威胁,他们会利用固态存储转型成为闪存拥护者吗?是积极拥护、不冷不热还是干脆视而不见等着被踢出局?

到目前为止,东芝是在拥护道路上走得最远的一家厂商,希捷已经走了一段路,如果西数还不有所行动的话,恐怕就要被远远抛在后面了。

用得了五年时间吗?也许,他们会在闪存道路上全速前进,不给闪存产品制造商分毫机会,让我们拭目以待。

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