04.12.2020 (Doc Storage)
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Standortbestimmung Tape, HDD und Flash

  • Inhalt dieses Artikels
  • Tape: Für selten genutzte Daten das Medium Nummer 1
  • Flash: Nicht nur auf die Kosten/TByte schauen
  • In der Gesamtrechnung verlieren HDDs ihren Preisvorteil
  • Entwicklung von Tape, Flash und HDDs

Leserfrage: Tape wird seit Jahrzehnten für tot erklärt, erlebt aber scheinbar nun mehr als nur eine Renaissance. Für Daten, die nicht immer im direkten Zugriff stehen müssen, ist es das wirtschaftlichste Speichermedium. Und mit Bedrohungen wie Ransomware ist ein ausgelagertes Medium unabdingbar. Mit FLAPE propagiert IBM sogar Tape in Kombination mit Flash für Produktivumgebungen.

Flash ist für Primärspeicher die Nummer eins, egal mit welcher Technologie. Persönlich sehe ich die Festplatte längst nicht am Ende, aber die Luft wird scheinbar dünner. Je nachdem, welchem Marktschreier man zuhört. Wie sehen Sie die Entwicklung in den kommenden fünf bis zehn Jahre?

Antwort Doc Storage:

Zum Glück bin ich kein Marktschreier, und habe mir bisher immer eine größtmögliche Neutralität bewahrt.

Generell gilt, dass auch in den kommenden Jahren mit einer glatten Verdoppelung des Speicherbedarfs bei den Anwendern zu rechnen ist. Pro Jahr, nicht erst nach ein paar Jahren. »Big Data«, der zweifelhafte Einsatz sogenannter »künstlicher Intelligenz«, und vor allem das immer weiter im Ausbau befindliche Mobilnetz der fünften Generation tragen ihre Schärflein dazu bei. Diese Verdoppelung muss aufgefangen und gespeichert werden, egal mit welcher Technologie und welcher Leistungsfähigkeit. Aber nicht nur die Leistung ist ausschlaggebend für den Einsatz einer Technologie, sondern im Ende die Gesamtkostenrechnung.

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Tape: Für selten genutzte Daten das Medium Nummer 1

Nach den Entwicklungen in den letzten Jahren ist das Band alles andere als tot, wenn man allein die Entwicklung der Kapazität bis hin zum vor wenigen Monaten vorgestellten LTO-9 mit bis zu 45 TByte komprimiert auf einer Kassette betrachtet. Die Nachfolgetypen mit den jeweils doppelten Kapazitäten, also 90, 180 und gar 360 TByte komprimiert, sind bereits auf der Roadmap und werden in den kommenden sechs bis acht Jahren folgen. Damit ist und bleibt das Band, wie schon in der Frage erwähnt, für Daten mit seltenen oder ganz fehlenden Zugriffen das einzige Medium der Wahl.

Allein die Tatsache, dass auf einer Kassette (komprimiert) momentan das dreifache der größten verfügbaren Festplatte gespeichert werden kann, bei ungefähr gleichem Platzbedarf, plus den Vorteilen der möglichen energielosen Lagerung außerhalb des eigentlichen Speichergerätes und der wesentlich höheren Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturschwankungen und mechanische Belastungen machen Bänder zum unausweichlichen Mittel der Speicherung, auch und vor allem in der Zukunft.

Ransomware und andere Bedrohungen sehe ich als Bedrohung ausgeschaltet, so lange die auf einem Medium gespeicherten Daten zum Beispiel nach einer Replikation oder einem Backup aus »gesunden« Daten sofort nach der jeweiligen Kopie aus dem Rechnernetz oder bis zur nächsten Kopiersitzung stromlos genommen wird. Dieser »Air Gap« kann mit etwas Geschick und Batch-Programmieraufwand mit jedem Speichermedium in jedem Betriebssystem erzielt werden, er erfordert noch nicht einmal mehr zwingend den immer noch gepredigten »Medienbruch«.

[Update] Weil die Frage aufkam, wieso ich mit komprimierten Werten rechne: Natürlich ist klar, die Werte bei »komprimiert« geben immer optimale, also maximale Werte an. Allerdings ist die schiere Kapazität nur ein sekundärer Faktor, wenn überhaupt. In der Zeit, in der die Bandhersteller jeweils verdoppelnde Sprünge machen werden, so wie es in den (bisher sehr verlässlichen) Roadmaps steht, werden die Plattenhersteller dies im selben Formfaktor nicht hinbekommen. Die Sprünge von 4 auf 8 auf nunmehr 14 bis 16 TByte haben bei der Platte immer längere Zeiträume in Anspruch genommen, die Kapazitätskurve flacht immer weiter ab. [/Update]

Flash: Nicht nur auf die Kosten/TByte schauen

Momentan sind SSDs in der reinen Betrachtung der Kosten pro Speicherplatz noch um Faktoren im Nachteil. Diese Faktoren verringern sich allerdings von Jahr zu Jahr, lagen sie vor zwei Jahren noch beim rund zehnfachen, sind wir heute zwischen dem fünf- und sechsfachen angelangt. Und dieser Preisverfall setzt sich ungebremst fort, ganz im Gegensatz zu den rotierenden Medien. Hinzu kommt, dass für Festspeicher wesentlich weniger Platz bereitgestellt werden muss, diese signifikant weniger Energie verbrauchen, deutlich widerstandsfähiger sind, und durch die geringere Energieaufnahme auch weniger Aufwand für die Klimatisierung bedeuten. Rechnet man alles zusammen, kommt die »klassische« Festplatte nur noch auf einen Gesamtkosten-Vorteil vom zwei- bis dreifachen. Und dies bei drei- bzw. gar vierstelligen Vorteilen in der Geschwindigkeit.

Das bedeutet vor allem für Kunden von sehr großen Speicherinstallationen, dass die Festplatte in ihrer heutigen Form, also mit 14 oder mehr TByte Kapazität, immer noch die preiswertere Alternative zu SSDs oder gar NVMe-Medien darstellt. Über die Betrachtung der einzelnen Platte hinaus lässt sich dieses Medium noch durch den Einsatz paralleler Zugriffe und gestripter Datenverteilung, beispielsweise RAID 10, wesentlich beschleunigen und an eine für die meisten Anwender ausreichende Leistung herantunen.

Ein weiterer Pluspunkt für Festplatten ist die seit Jahrzehnten entwickelte Technologie, die immer wieder durch kleine, eben nicht wie bei Flash-Laufwerken disruptive, sondern eher evolutionäre Schritte verbessert wird. Hierbei geht es eben nicht nur um die reine Kapazität, bei der immer noch Zuwachsraten von mehr als zwei TByte pro Jahr und Einheit zu erwarten sind. Nein, es geht ebenfalls um die ständige Verbesserung der Schnittstellentechnik, der Robustheit der Mechanik, der Toleranz gegenüber Temperaturschwankungen und vieles mehr. Momentan erreichen die Flash-Hersteller diese Kapazitätssprünge nur durch komplette Änderungen der Speicherorganisation, womit wiederum eine disruptive Generation eingeführt werden muss.

In der Gesamtrechnung verlieren HDDs ihren Preisvorteil

Der Punkt, vor dem vor allem die Festplattenhersteller Angst haben müssen, ist der Preisverfall der Flash-Medien, der auch auf absehbare Zeit wesentlich rasanter vor sich gehen wird als derjenige der klassischen Festplatten. Liegt der Preis momentan bei ungefähr 200 Euro pro 10 TByte bei Festplatten, werden für ein TByte SSD immer noch zwischen 60 und 80 Euro aufgerufen, damit also das Drei- bis Vierfache. Dieses Verhältnis hat sich in den letzten Jahren bereits dramatisch gesenkt, lagen wir hier vor fünf Jahren noch bei glatt dem doppelten, also dem sechs- bis achtfachen Preis.

Es ist also zu erwarten, dass in den kommenden fünf Jahren Flash-Medien nur noch das 1,5-fache bis das doppelte kosten dürften Genau dann wird die Rechnung mit dem spitzen Bleistift, also unter Einbezug von Energie- und Klimakosten, Geschwindigkeit und Platzbedarf wieder interessant.

Die Festplatte ist also nicht am Ende, zumindest was die kommenden fünf bis zehn Jahre angeht. Allerdings bleibt die Entwicklung bei den Herstellern von Flash-Medien genauso wenig stehen wie bei den HDD-Anbietern. Wie Sie bereits feststellen, wird die Luft für diese zunehmend dünner, der ehedem noch größte Vorteil von Kapazität pro Preis schwindet immer mehr, und an die anderen Werte der Flash-Medien, also Platz-, Energie- und Klimabedarf sowie Robustheit und Temperaturtoleranz werden die rotierenden Medien schon aus technischen Gründen nie heranreichen.

Entwicklung von Tape, Flash und HDDs

Es kann also davon ausgegangen werden, dass auch über die nächsten fünf bis zehn Jahre alle drei Medien, das Band, die Festplatte und Festspeicher, ihren Platz in der professionellen DV behaupten werden. Die immer weiter zunehmenden Datenmengen werden das Band mit seinen riesigen Kapazitäten nötiger machen als noch vor Jahren. Allerdings wird es immer weiter in den Archiv-Bereich abwandern, während die großen Festplatten ihren festen Platz vor allem im Big-Data- und im Backup-Bereich behaupten werden. Flash-Laufwerke arbeiten sich von oben kommend immer weiter zur Leistungsmitte der DV vor, auch und vor allem wegen ihrer immer erschwinglicher werdenden Preise.

Gruß
Doc Storage

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Kommentare (2)
07.12.2020 - Doc Storage

Natürlich sind das "nur" rund 18 TByte unkomprimiert, bleiben aber immer noch die Vorteile der überragenden mechanischen und thermischen Robustheit, der maschinenlosen Lagerung, usw. usf. Die Komprimierung (also Geschwindigkeit und Effizienz) kommt ganz auf die verwendeten Laufwerke und Bibliotheken und natürlich auf die dort verwendeten Microcodes an. Und auf die Art und Quelle der zu sichernden Daten. Das ist also wieder einmal eine mehrdimensionale Matrix, für die es keine Daumenwerte geben kann.

Damit bleibe ich dabei: die Platte wird in den kommenden Jahren von "unten" Druck von immer schnelleren und größeren Kassetten bekommen, und von "oben" durch immer größere und preiswertere Festspeicher. Natürlich wird von den Herstellern immer wieder die Datenzunahme durch Big Data und KI beschworen, aber diese Zunahme, auch in diesen Dimensionen, hatten wir seit Mitte der neunziger Jahre immer schon. Das ist also kein Argument, schon gar kein neues, für den Einsatz rotierender Platten. Ein großer Teil der durch Big Data und KI erzeugten Daten werden nur kurze Zeit verarbeitet und dann für immer unverändert weggeschrieben, gehören damit also auf Bänder, und nicht auf irgendein anderes Medium.

04.12.2020 - Nik-Las

"...auf einer Kassette momentan das dreifache der größten verfügbaren Festplatte gespeichert werden kann..."

Kann man das so stehen lassen? Was bleibt eigentlich von der Komprimierung eines Tapes übrig? Weil unkomprimiert schafft LTO-9 auch nur 18 TByte, wie die aktuell größte Platte. Dachte die 45 TByte gibts nur auf dem Datenblatt, oder?