Las unidades de disco duro siguen siendo una parte integral del almacenamiento de datos, pero a pesar de ser cada vez más grandes y más rápidas, su papel se ha reducido con el paso de los años. Los HDD, que alguna vez fueron la opción predeterminada para casi todas las cargas de trabajo, ahora están cada vez más restringidos a áreas donde la capacidad y el costo por TB son más importantes que la velocidad, la latencia y el consumo de energía.
La medida ciertamente no se produjo de la noche a la mañana. El almacenamiento flash se ha vuelto más barato, más denso y más confiable, y los centros de datos están bajo presión para reducir el consumo de energía, las necesidades de refrigeración e incluso el espacio físico. Al mismo tiempo, los volúmenes de datos siguen creciendo, lo que obliga a los operadores a repensar cómo y dónde se almacena la información.
Como resultado, se está explorando una amplia gama de tecnologías como alternativas a los discos duros, y hemos cubierto muchas de ellas aquí. TechRadar Pro. Algunas tecnologías ya están apareciendo en entornos de producción, mientras que otras son firmemente… experimentales, digamos.
Estas son tecnologías de las que creo que escucharás más en los próximos años.
1. SSD empresarial de alta capacidad
SSD es, por supuesto, el candidato más obvio para reemplazar los discos duros, especialmente en los centros de datos modernos. Los proveedores ahora están impulsando la tecnología flash mucho más allá de la marca de 100 TB, apuntando directamente a cargas de trabajo que alguna vez dependieron de grandes matrices de HDD.
El 6600 ION de Micron está disponible en una configuración PCIe Gen5 de 122 TB y puede ampliarse hasta 245 TB. Con estas capacidades, Micron afirma que un solo bastidor podrá alcanzar hasta 88 PB de almacenamiento, mientras que un servidor de 2U con 36 SSD E3.S puede contener hasta 4,42 PB.
Construida sobre G9 NAND de Micron, la unidad tiene que ver con la densidad, la eficiencia energética y el ahorro de espacio, con el objetivo de permitir a los operadores empresariales y de hiperescala consolidar el almacenamiento al tiempo que reducen el consumo de energía y los requisitos de refrigeración.
2. Factor de forma SSD E2
El factor de forma E2 SSD se dirige a un segmento diferente del mercado, centrándose en los datos activos que residen entre las capas de almacenamiento en frío y en caliente. Está diseñado para reemplazar grandes matrices de HDD donde la capacidad y el costo son más importantes que el máximo rendimiento.
Desarrollado a través de una colaboración entre SNIA y Open Compute Project, el estándar E2 apunta a una densidad flash a escala de petabytes en servidores 2U. En su forma más ambiciosa, una sola unidad E2 puede contener hasta 1 PB de memoria flash QLC.
El diseño sigue el estándar de regla EDSFF y utiliza NVMe sobre PCIe 6.0. El consumo de energía y la producción de calor siguen siendo desafíos importantes, pero sus defensores ven el E2 como un punto medio práctico basado en flash entre los costosos SSD de alto rendimiento y el almacenamiento HDD que consume mucho espacio.
3. Almacenamiento de cristal de memoria 5D
5D Memory apunta a un papel muy diferente para los discos duros de almacenamiento de cristal, centrándose en la durabilidad de los archivos a largo plazo en lugar de la velocidad. La tecnología utiliza vidrio de sílice grabado con un láser de femtosegundo para codificar datos en estructuras microscópicas.
La información se almacena en cinco dimensiones, combinando orientación e intensidad con ubicación espacial. Se afirma que un solo disco de vidrio de cinco pulgadas es capaz de almacenar hasta 360 TB, con datos estables a temperaturas de hasta 190°C durante períodos de tiempo extremadamente largos.
Como suele ser el caso con las tecnologías nuevas y experimentales, los prototipos actuales son lentos, con velocidades de escritura de alrededor de 4 MB/s y velocidades de lectura de alrededor de 30 MB/s, lo que los coloca firmemente en el nivel de almacenamiento en frío.
4. Almacenamiento de datos de ADN
En lugar de magnetismo o carga, este método, quizás la alternativa más radical a los discos duros, codifica datos digitales en ADN sintético traduciendo binarios en cuatro bases de ADN.
Esto permite (al menos en teoría) almacenar grandes cantidades de datos en un espacio físico reducido. Algunas empresas sostienen que, a escala, el almacenamiento de ADN podría permitir que los datos de la humanidad quepan en un único bastidor de centro de datos.
El ADN permanece estable durante miles de años sin energía, lo que lo hace atractivo para su conservación a largo plazo. Aunque existen los primeros productos comerciales, el rendimiento es lento, los costos son altos y el almacenamiento de ADN está lejos de estar listo para su implementación generalizada.
5. Almacenamiento de ondas estacionarias
El almacenamiento de ondas estacionarias o SWS es otro intento de repensar el almacenamiento de datos a largo plazo eliminando por completo la energía, los ciclos de actualización y los medios magnéticos. Desarrollada en Wave Domain por Clark Johnson, el cerebro detrás de la revolución HDTV, la tecnología se inspira en las primeras técnicas fotográficas y almacena datos como patrones de interferencia de color dentro de una emulsión de haluro de plata.
El método captura ondas de luz permanentes en una placa duradera, creando un registro físico que puede permanecer estable durante siglos sin aporte de energía. Los experimentos de la NASA expusieron muestras de radiación cósmica a la Estación Espacial Internacional durante meses, sin que se reportara ninguna degradación de datos mensurable.
El almacenamiento de onda estacionaria está dirigido a archivos fríos más que a sistemas activos. El acceso requiere escaneo óptico y almacenamiento en búfer, pero su resistencia a la radiación, la humedad y el tiempo lo hace científico, oficial, y datos espaciales que deben sobrevivir mucho más tiempo que los discos duros o las cintas.
6. Híbrido de cinta SSD
El disco magnetoeléctrico (MED) de Huawei utiliza un mecanismo de cinta incorporado, así como un SSD interno para un acceso rápido, pero se presenta como un dispositivo de almacenamiento en bloque en lugar de un sistema de cinta tradicional.
Los datos que necesitan acceso rápido se escriben en la partición SSD, mientras que los datos fríos se mueven automáticamente a la cinta interna. La recuperación de datos almacenados en cinta lleva más tiempo, pero el sistema evita la complejidad de las bibliotecas de cintas externas y reduce el consumo de energía en comparación con las grandes matrices de HDD.
Al ocultar la cinta detrás de una interfaz similar a un disco, el diseño apunta a cargas de trabajo que residen entre el almacenamiento en caliente y en frío. Esperamos ver su primera generación en 2025 con un modelo de segunda generación en 2026 o 2027, pero Huawei no ha hecho ningún anuncio recientemente.
7. Almacenamiento atómico y orientado a errores.
Los conceptos de almacenamiento atómico y orientado a errores llevan el almacenamiento de datos al nivel de átomos individuales. La investigación académica ha demostrado cómo pequeños defectos dentro de los cristales pueden actuar como células de memoria binaria.
En un método, se utilizan cristales dopados con tierras raras para atrapar cargas que representan unos y ceros. Cada átomo faltante actúa como un solo bit, lo que permite una densidad de datos extrema en un volumen muy pequeño.
La tecnología es experimental y lenta, pero en teoría podría almacenar terabytes de datos en un espacio no mayor que un grano de arroz. Naturalmente, su atención se centra en el almacenamiento de archivos a largo plazo más que en el uso activo.
8. UltraRAM
Su propósito es fusionar el almacenamiento y la memoria en una sola tecnología. Procedente de una investigación en la Universidad de Lancaster y desarrollado por la startup británica Quinus Technology, UltraRAM apunta a velocidades similares a las de DRAM con no volatilidad de estilo SSD.
UltraRAM almacena electrones en un pozo cuántico, lo que permite un acceso rápido sin la actualización constante que requieren los procesos de desgaste asociados con la DRAM o la memoria flash. Se espera que el consumo de energía sea mucho menor que el de las tecnologías de memoria existentes.
La financiación gubernamental y el reconocimiento de la industria ayudaron a impulsar UltraRAM más allá de las demostraciones de laboratorio. Pero persisten los obstáculos a la producción y su futuro depende de si puede escalar económicamente.
9. Almacenamiento biológico y molecular
Esta investigación investiga si los datos se pueden almacenar a escala química en lugar de magnetismo o carga. Investigadores en China están investigando discos duros moleculares fabricados a partir de compuestos organometálicos.
Los datos se escriben y leen utilizando una punta conductora de microscopio de fuerza atómica que desencadena reacciones químicas controladas. Esto permite un control muy preciso sobre las condiciones de conductividad y una densidad de datos teórica muy alta.
Puede habilitar el cifrado dentro de los componentes directamente. A pesar de su promesa, la sostenibilidad, escalabilidad y practicidad de los sistemas de lectura y escritura siguen sin resolverse.
10. Almacenamiento de cerámica
El almacenamiento cerámico está dirigido a datos de archivo, donde la longevidad y la eficiencia energética son más importantes que la velocidad de acceso. Western lidera el enfoque Cerabyte con respaldo digital y utiliza nanocapas cerámicas grabadas con láser para almacenar datos en un medio pasivo diseñado para ser estable durante miles de años sin necesidad de energía.
Se espera que los primeros sistemas piloto entreguen aproximadamente 1 PB por rack, aunque los tiempos de acceso son mucho más lentos que los del disco o la memoria flash. La hoja de ruta de Cerabyte apunta a una densidad mucho mayor, velocidades de transferencia más rápidas y aumentos a 100 PB por rack.
Si se alcanzan estos objetivos, el almacenamiento cerámico podría competir directamente con las cintas y los discos duros por los archivos fríos, pero por ahora se sitúa firmemente en el nivel de almacenamiento a largo plazo en lugar del almacenamiento diario.
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