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Stockage Flash : le débat autour des SSD QLC vire à la foire d’empoigne

Fournisseurs, analystes et clients se sont écharpés lors d’une récente table ronde sur la pertinence des SSD QLC peu chers par rapport aux disques durs classiques. La question est loin d’être tranchée.

Le débat fait rage autour des disques SSD à NAND QLC, si peu chers qu’ils condamneraient à très court terme l’usage des disques durs traditionnels. Pure Storage et Vast Data, deux des fabricants de baies de stockage qui utilisent de tels SSD, ont défendu ce point lors d’une table ronde organisée dans le cadre du récent Flash Memory Summit. En face, plusieurs experts en stockage ont vivement manifesté leur désaccord.

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Selon eux, les disques durs traditionnels n’auraient pas plus de raison de disparaître que les bandes LTO, dont la carrière devait soi-disant s’arrêter il y a plus d’une décennie. De plus, les disques durs traditionnels seraient toujours achetés en grandes quantités par les entreprises qui consomment beaucoup de stockage et qui comptent sur ces unités pour réduire leurs coûts.

Shawn Rosemarin, en charge de l’ingénierie chez Pure, a rétorqué que les utilisateurs remplaceraient en ce moment massivement les disques durs par des SSD QLC, car ceux-ci permettent d’obtenir une latence plus faible, donc des accès plus intensifs.

« Ok. Actuellement, le rapport coût/performance des SSD QLC est meilleur que celui des disques durs. Mais si la performance n’est pas un problème pour les cas d’utilisation, les disques durs sont mieux adaptés », a fait remarquer Marc Staimer, consultant stockage chez Dragon Slayer Consulting. « Lorsque les prix des QLC deviendront équivalents à ceux des disques durs, alors, d’accord, il n’y aura plus beaucoup de cas d’utilisation qui favoriseront les disques durs », a-t-il ajouté, en suggérant que ce n’était toujours pas le cas.

Jeff Denworth, le co-fondateur de la startup Vast Data s’est montré plus offensif que son collègue de Pure : « nous demandons sans cesse à nos clients : si vous aviez le choix, achèteriez-vous un système basé sur un disque dur, si le coût n’était pas le seul problème ? Et pas un seul client ne nous a répondu : ouais, donnez-nous de la rouille ! »

Des utilisateurs encore très attachés aux disques durs

Le Laboratoire National de Los Alamos (LANL) s’est interposé pour témoigner en tant qu’utilisateur. Il utilise des disques durs traditionnels pour stocker près de 300 Po de données qui n’ont aucunement besoin des IOPS plus élevés que peuvent offrir les SSD. « Un SSD à NAND QLC coûte toujours quatre fois le prix d’un disque dur à capacité égale », a ainsi lancé Gary Grider, le responsable de la division supercalcul au LANL.

« Les disques durs peuvent produire une bande passante raisonnable par dollar, s’ils sont massivement utilisés en parallèle, ce que nous faisons depuis des décennies. »
Gary GriderResponsable division supercalcul, LANL

« Les disques durs peuvent produire une bande passante raisonnable par dollar, s’ils sont massivement utilisés en parallèle, ce que nous faisons depuis des décennies. Donc, pour les applications qui ne nécessitent que de la bande passante, sans besoin de latence, le disque dur est la réponse. Et nous pensons qu’il le restera encore pendant des années », s’est-il emporté.

Et d’expliquer. Le LANL utilise ses disques durs pour les applications de sauvegarde, d’archivage, de transfert et de tests, ainsi que pour l’indexation des données froides. Le laboratoire stocke également environ 500 Po de données froides sur bande et 6 Po de données chaudes sur des SSD.

« Certes, le nombre de SSD croît plus vite chez nous que le nombre de disques durs, lequel croît plus vite que le nombre de bandes », a cependant indiqué Gary Grider. Interrogé sur la nature de ces SSD, il a reconnu que très peu étaient de type NAND QLC, mais que ceux-ci étaient appelés à être de plus en plus fréquents dans son datacenter.

Manque d’endurance, lenteur… les défauts des SSD QLC seraient déjà contournés

Comme toutes les technologies de stockage Flash, les NAND de type QLC accélèrent les accès aux données. Leur particularité est de stocker plus d’informations par cellule, ce qui rend les SSD QLC plus capacitifs que les autres SSD à prix égal ou, c’est une autre façon de voir, bien moins cher à capacité égale. Le revers de la médaille est que les NAND QLC sont bien moins endurantes que les autres. Elles sont aussi moins rapides. Les NAND QLC contiennent quatre bits par cellule. Les TLC en ont trois, les MLC deux et les SLC un seul.

Les fabricants de baies de stockage ont trouvé des parades pour contourner les problèmes des NAND QLC. Pure Storage, par exemple, met dans ses baies des SSD qu’il a conçus lui-même, appelés DirectFlash, qui permettent à la baie d’être connectée à ses serveurs en NVMe pour maximiser les performances et qui se chargent de précalculer un placement optimal des données afin de minimiser l’usure des SSD QLC, lesquels occupent la plus grande partie de ses baies FlashArray//C.

« Nous pensons d’ailleurs que cette méthode est plus valable que celles de nos concurrents qui mettent en amont des SSD TLC, des mémoires non volatiles ou même de la DRAM. Car ces solutions posent le problème d’annuler la rentabilité des SSD QLC à grande échelle », a souligné Shawn Rosemarin, envoyant au passage une pique à son confrère de Vast Data qui utilise, lui, des SSD Intel Optane pour accélérer ses baies de SSD QLC.

Les SSD Optane sont en l’occurrence employés sur les baies Universal Storage de la startup Vast Data pour mettre en tampon les écritures, afin d’améliorer la latence, et stocker des métadonnées pour indexer des fichiers dont la taille est réduite par déduplication, afin de consommer moins d’espace physique et, donc, augmenter l’endurance des SSD QLC. Problème, les Optane coûtent très cher, plus que des SSD classiques. Jeff Denworth de Vast Data a répondu que sa solution permettait toutefois de réaliser des économies par rapport à celles de ses concurrents, car elle offrait la meilleure longévité.

« Vous savez, les technologies de réduction de données, ce n’est pas non plus très bien adapté aux nouveaux fichiers non structurés, par exemple les vidéos », a alors soufflé Thomas Isakovitch, le PDG de Nimbus Data. Le catalogue de produits de Nimbus Data comprend aussi bien des baies de stockage 100 % flash qu’un SSD QLC fabriqué par le fournisseur lui-même, d’une capacité record de 64 To.

Les SSD QLC ne sont pas une fatalité

Roger Peene, en charge de la division stockage chez Micron, a profité de ce moment de flottement pour intervenir en disant que les NAND QLC n’étaient pas non plus une fatalité pour réduire le coût des SSD. « Nous pouvons aussi augmenter la densité sans augmenter le prix avec nos NAND 3D.  Notre dernière puce superpose ainsi 176 couches TLC ».

Ken Steinhardt, directeur technique d’Infinidat, a renchéri en rappelant que les entreprises ne se soucient pas de la technologie qu’elles utilisent du moment que leurs SSD répondent à leurs demandes en matière de prix, de capacité, de performance ou de fiabilité. Il prédit un brillant avenir aux SSD QLC, aux SSD PLC qui leur succéderont (5 bits par cellule), aux mémoires de classe stockage, aux DRAM et aux disques durs. « Je préfère souligner les efforts d’innovations des fabricants de disques durs pour maintenir la compétitivité de leurs produits, y compris l’enregistrement magnétique à bardeaux, celui assisté par la chaleur ou par les micro-ondes. »

Infinidat, on l’aura compris, adopte une approche agnostique. Le fabricant utilise dans ses baies de stockage des mémoires DRAM extrêmement rapides pour accélérer les accès, ainsi que des disques durs conventionnels pour stocker les données de manière pérenne.

« Une étude récente de Gartner montre que le coût par Go des disques durs destinés à l’entrepôt de données est neuf fois moins élevé que celui des SSD pour serveurs. »
Ken SteinhardtDirecteur technique, Infinidat

« La vérité est que les SSD QLC ont mis sur la touche les disques durs les plus chers, ceux fonctionnant en 15 000 et 10 000 tours/minute. Cependant, une étude récente de Gartner montre que le coût par Go des disques durs destinés à l’entrepôt de données est neuf fois moins élevé que celui des SSD pour serveurs et ce ratio devrait durer, selon eux, au moins jusqu’en 2024 », a-t-il lancé.

Thomas Isakovich a estimé pour sa part que les différentes technologies ont toutes les raisons de coexister. « Vous savez, les plus gros acheteurs, les grands fournisseurs de cloud, changent d’opinion pour des fragments de centimes. Nous ne sommes pas dans des élections américaines où il faut un gagnant qui remporte tout le marché. De plus, soyons pragmatiques : la production actuelle de composants NAND n’est pas suffisante pour stocker toutes les données produites dans le monde. »

Une remarque approuvée dans l’assistance par l’analyste Don Jeanette, du bureau Trendfocus. Selon lui, au cours du dernier trimestre, les fabricants de NAND ont produit l’équivalent de 8 exaoctets (Eo, soit 1 000 Po) de flash QLC contre environ 150 exaoctets de disques durs.

En fin de session, Shawn Rosemarin de Pure Storage est revenu à la charge : « l’abandon des disques durs au profit des SSD QLC se fera dans les trois ans ! », a-t-il insisté. Les analystes d’IDC présents dans la salle ont corrigé : « pas avant 2025, au moins. » « Je dirais plutôt pas avant une décennie. Ou deux », a renchéri le très provocateur Thomas Isakovich.

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