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  23/05/2018

¿Quién cree que el almacenamiento es aburrido?

Para casi todo el mundo, deberían ser dos buenas noticias: 1) las memorias flash seguirán bajando de precio durante los próximos diez años, un 16% anual medio en dólares por terabyte y 2) los discos duros también bajarán, por lo que el equilibrio básico no debería cambiar demasiado. Cada tipo de soporte aumentará su capacidad de almacenamiento y/o mantendrá su ventaja relativa. A capacidades equivalentes, los discos duros serán diez veces más baratos y las memorias flash serán más rápidas en el acceso. No obstante, ambos se verán amenazados gradualmente por una nueva clase de memoria, SCM, cuyo exponente más conocido es la Optane, de Intel. Que no se diga que la innovación no mueve mercados.

Hubo un tiempo en que, cuando en este blog – que ya ha cumplido ocho años – se escribía sobre almacenamiento, resultaba chocante para algunos lectores que esperaban noticias sobre gadgets. Desde entonces, con cierta frecuencia llegan mensajes demandando una puesta al día sobre este segmento de mercado con tan escaso glamur. Lo que sigue trata de satisfacer esa demanda.

La generalización de nuevos protocolos de la familia NVMe hará que las memorias flash se usen cada vez más en los servidores, donde la velocidad de respuesta puede ser más crítica que la capacidad o que el precio. Los avances en la arquitectura interna de los ordenadores hará que los sistemas de almacenamiento mediante discos y cabezales magnéticos – tecnología inventada por IBM hace medio siglo – sean más híbridos al combinar distintos tipos de memoria.

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También la tecnología NAND flash, descubierta por Toshiba hace ahora 30 años, ha progresado sin cesar y no muestra signos de envejecimiento: en realidad, se prevé que estarán en buena forma hasta finales de la década próxima por lo menos. En cuanto a las memorias DRAM, tampoco tienen rival en cuanto a rapidez y siguen estando unidas al microprocesador, pero como los datos no se guardan permanentemente, se necesitan memorias tipo flash o bien discos duros para almacenarlos.

No hace mucho se pensaba que los discos duros habían llegado a un límite de densidad de almacenamiento – su capacidad se duplicaba cada cuatro años – pero los dos grandes suministradores, Western Digital y Seagate, se las han arreglado para seguir aumentando la densidad: con la tecnología magnética actualizada se espera llegar a 20 terabytes en 2020. Pero los dos fabricantes ya han desarrollado tecnologías (láser y microondas) que les permitiría alcanzar los 40 terabytes a mediados de la próxima década.

Lo mejor es que el salto de capacidad se logrará manteniendo el precio del dispositivo. Ahora, un disco de 12 terabytes cuesta lo mismo que hace cuatro años el de 8 terabytes y dentro de cuatro por ese precio se tendrá uno de 16 terabytes. Entre 2008 y 2011, el precio cayó el 30% pero los terremotos y tifones asiáticos de 2012 arrasaron fábricas y provocaron una subida de precios, con lo que la trayectoria histórica a la baja se ha atenuado. Hasta 2028 se espera un descenso acumulado de casi otro 30%.

El desplome paulatino de los precios ha provocado que una tecnología en teoría superior, la NAND flash, no rivalizara con el disco duro hasta mucho después de ser inventada. Ha sido perfecta para las cámaras digitales, pendrives y smartphones con unos pocos gigabytes, pero es ahora cuando se fabrican de hasta unos pocos terabytes, que realmente compiten con aquellos.

Las memorias flash han atravesado una fase crítica para ser utilizadas con beneficio en servidores empresariales y portátiles de alto rendimiento. Una de las novedades ha sido la adopción de protocolos de comunicación como NVME (Non Volatile Memory Express) o el más reciente NVMe oF (que a la sigla de base añade over Fabric].

Para completar – o complicar – el panorama, ha surgido un nuevo tipo de memoria de semiconductor, Storage Class Memory (SCM), con latencia típica de 10 microsegundos, a medio camino entre la DRAM y las flash. La tecnología SCM más conocida es la 3D XPoint, compartida por Micron e Intel, que esta comercializa con la marca registrada Optane. Por su parte, Samsung tiene una muy parecida, X-SSD.

Aparte de estos factores relacionados con la memoria, en los próximos años será clave la arquitectura con que esté construído el servidor de almacenamiento y el cómo gestione y acceda a la información un determinado cluster de procesadores: cada vez es más frecuente diseñar procesadores con memoria compartida. La aplicación, como en tantas otras cosas, será determinante del tipo de almacenamiento que en cada caso convenga. Si se quiere ver patrones comunes en miles de millones de imágenes, la rapidez de acceso es lo que importa, no el proceso; si lo que se quiere es almacenar millones de vídeos, el disco duro es lo ideal. Como pasa casi siempre, para que convivan diversas aplicaciones, lo indicado será un sistema híbrido.

Desde luego, no hay garantías de que la tendencia pintada en su gráfico por Western Digital se cumpla a rajatabla, pero es aproximadamente muy plausible. Se debe a que sólo hay dos grandes fabricantes de discos duros: Western Digital y Seagate (Toshiba y Samsung son competidores menores). Entretanto, hay cinco grandes en la producción de NAND flash: Samsung, Intel, Micron, Western Digital y Toshiba (los dos últimos con fábrica común que acabará en divorcio).

Samsung destaca en el paisaje porque controla más del 40% del mercado flash, además de dominar el de DRAM. Western Digital está presente en flash gracias a la compra de SanDisk, pero es la fuerza dominante en los discos duros.

Las inversiones en plantas de semiconductores son de miles de millones de dólares y a varios años vista. Lo que hace que el volumen de producción no admita muchas variaciones con respecto a lo previsto.  Salvo, claro está, terremotos o embargos preventivos. Una de las incógnitas a dilucidar es si algún fabricante de ordenadores o un hyperscaler gran comprador de servidores podría imponer una arquitectura de proceso o un protocolo de comunicación que privilegie una tecnología determinada. Se dirá que es una hipótesis fantasiosa. Tal vez, pero en tal caso induciría escasez y el encarecimiento consiguiente. Se volvería a la casilla de salida.

[informe de Lluís Alonso]


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