
硬碟的容量增長,繼2024年突破30 TB後,在2025年又出現重要的新進展,36 TB容量產品在年初問世,並即將邁入40 TB。
過去3年來,原本緩慢增長的硬碟容量規格,有了明顯的加速。過去10年來,硬碟容量大致是以每年平均提高2 TB的速度穩定增長,但自2022年以來,硬碟容量提升的速度,一舉翻倍達到每年增加4 TB以上。
市售硬碟的最大容量規格,花了5年才從10 TB提高到20 TB,接下來只花了不到4年,就從20 TB提高到30 TB,而30 TB硬碟問世還不滿1年,36 TB容量硬碟便緊接著發布。
容量增長速度的加快,顯示機械式硬碟這種老牌儲存媒體,仍有相當大的發展潛力,也大為增加了硬碟對抗其他類型儲存媒體競爭的本錢,從而繼續在IT應用中扮演要角。
近兩、三年來,硬碟的容量增長速度明顯加快,從過去10多年來的平均每年增長2 TB,一舉提高到每年增長4 TB以上,也讓硬碟的最大容量規格,從2020年時的20 TB,提高到36 TB,預計在今年底到明年初,還能達到40 TB以上。
我們還可注意到,在2017到2021年之間,多碟片技術曾是推動硬碟容量增長的主要動力。但是當碟片數量增加到9至10片後,進一步增加碟片的效益已逐漸降低,此時改由ePMR、FC-MAMR、HAMR等新式磁紀錄技術,成為驅動硬碟容量增長的主要動力。*硬碟規格以3.5吋為準。 圖片來源:iThome整理,2025年2月
3大儲存媒體的容量競爭
當前IT應用的3種主要儲存媒體——SSD、硬碟與磁帶,硬碟是其中應用範圍是最寬廣的,SSD主要是針對通用儲存應用,磁帶是針對長期歸檔儲存,而硬碟則同時能涵蓋通用儲存與長期歸檔儲存應用。
雖然硬碟在第一線的高效能儲存應用領域,已無法與SSD競爭,但仍足以因應效能要求較低,更重視容量與成本的第二線儲存應用。此外,還能憑藉較低的單位容量成本與長期資料保存能力,在歸檔儲存應用佔有一席之地。
相較之下,SSD近年來雖然隨著QLC等新一代高容量快閃儲存晶片的發展,也試圖往大容量與歸檔儲存領域發展,然而,受到成本、耐久性,以及靜態保存時的資料流失等先天限制,目前仍無顯著進展。對磁帶來說,受到卷軸式架構先天帶來的循序存取架構所限,只適合歸檔儲存應用,而不適合一般的通用儲存應用,可發展的領域更為狹窄。
但反過來說,硬碟有適用面向寬廣的特性,也意味著:硬碟應用領域與SSD及磁帶都有交集,須同時面臨兩者競爭。這也讓硬碟過去較為緩慢的容量規格增長,成為競爭上的弱點。
面對IT應用資料量的持續暴漲,在儲存應用引進擁有更高容量規格儲存媒體,便意味著更少的空間、能耗與成本需求,同時也更便於管理。對於越大型、必須保存更龐大資料量的資料中心,對於高容量儲存媒體的需求,也更為迫切。
因而容量規格的進展,也成了各式儲存媒體技術發展時的一大焦點。
過去10年來,SSD的容量規格成長了8倍,目前市面上配備最大容量的款式,是2024年中問世的122.88 TB產品。磁碟的容量規格也在10年內成長5到7倍(視基於LTO或IBM 3592規格而定),目前容量規格最高的產品,是IBM於2023年中推出的TS1170,單卷容量達50 TB。
硬碟的容量發展便相形見拙,過去10年以來,只提高了3倍,在2024年時,硬碟的最大容量規格只達到30 TB與32 TB,因此,無論容量的增長速度,還是最大容量規格,都與SSD與磁帶都存在著明顯落差。
這也讓硬碟在與SSD的大容量通用儲存競爭,以及與磁帶間的歸檔儲存競爭中,面臨了相對不利的局面。目前而言,用戶必須使用2到4臺硬碟,才能容納1臺SSD或1卷磁帶就能存放的資料量,空間、能耗、成本都相對不利,管理也更為麻煩。
所幸硬碟的容量增長速度,過去兩三年明顯加速,可望緩解硬碟面對其他儲存媒體競爭時的容量規格劣勢。
硬碟的容量規格發展現況
如同前面提到的,過去十多年來,硬碟最大容量規格,大約是以每年2 TB的幅度緩步成長。第一款10 TB硬碟問世於2015年中,經過4年半後,20 TB硬碟於2019年底推出,不過實際出貨是在1年後的2020年底,此後硬碟市場才算是正式進入20 TB等級時代。
接下來一段時間內,硬碟容量仍以每年增加2 TB的速度推進,自2022年中到2023年中的一年多時間內,WD、Seagate與Toshiba等3大硬碟供應商,先後推出22 TB硬碟產品。
在這之後,硬碟最大儲存容量的增長速度開始加快。例如,在2022年中,WD發表基於傳統磁紀錄技術(CMR)的22 TB硬碟產品Ultrastar DC HC570,以及基於疊瓦式磁紀錄技術(SMR)的26 TB硬碟產品Ultrastar DC HC670。
接著Seagate在2023年10月發表Exos X24系列硬碟,同時提供基於CMR技術的24 TB版本,以及基於SMR技術的28 TB版本,暫時取得領先。
然而Seagate的領先沒維持多久,緊接著WD也在同年12月,發表採用CMR技術的24 TB硬碟Ultrastar DC HC580,與採用SMR技術的28 TB硬碟Ultrastar DC HC680,追平了Seagate的容量規格。
但2024年1月,Seagate推出首款商用熱輔助磁紀錄技術(HAMR)硬碟,名為Mozaic 3+,一舉讓硬碟容量規格突破30 TB門檻,搭配CMR技術之後,可提供最大30 TB容量,搭配SMR技術則擁有32 TB容量,再次取得領先,而且只花了1年多就將容量規格提升4 TB,這是過去10年未曾見過的硬碟容量增長幅度。
而在後追趕的WD,於2024年10月,推出率先採用11碟片技術的Ultrastar DC HC590與HC690,分別搭配CMR與SMR技術,可提供26TB與32 TB最大容量,再次追上Seagate的容量規格。
相較下,Toshiba採取擴大儲存容量的行動腳步相對較慢,直到2024年的下半,才追上Seagate與WD在2023年就達到的24 TB與28 TB規格,於2024年9月發表基於CMR技術的MG11系列硬碟,以及基於SMR技術的MA11系列硬碟,最大容量分別達到24TB與28 TB。
當WD與Toshiba逐漸追上時,Seagate很快又在2025年1月,發表基於Mozaic 3+平臺與HAMR技術,可提供最大36TB容量的Exos M系列,不僅重新奪回容量領先地位,而且再次展現出1年內讓硬碟容量增長4TB的能力,達到2倍於過去十多年來的平均增長速度。
硬碟繼續在資料中心扮演要角
憑藉適用性廣與成本相對較低的特性,在可見的未來,資料中心儲存應用依然離不開硬碟。
儘管SSD產品也在持續降低成本,但是,Seagate與WD這兩大硬碟供應商都表示,即便與最新推出的大容量QLC SSD相比,硬碟的每TB容量成本仍有6倍的優勢,WD進一步指出,若考慮到採購、耗電與其他方面的總體成本,SSD的成本仍比硬碟高出3.5倍。
所以,相對更為經濟實惠的硬碟,仍是資料中心大量資料儲存應用首選體。而為滿足資料中心持續高漲的資料存需求,也讓硬碟的容量規格進展,成為左右硬碟應用前景的關鍵環節。
硬碟容量發展關鍵節點
2013年底 第1款6 TB硬碟(HGST Ultrastar He6)
2014年中 第1款8 TB硬碟(Seagate)
2015年中 第1款10 TB硬碟(HGST Ultrastar He10)
2017年底 第1款14 TB硬碟(HGST Ultrastar Hs14與Toshiba MG07)
2019年初 第1款16 TB硬碟(Toshiba MG08與Seagate Exos X16)
2019年底 第1款18/20 TB硬碟(WD Ultrastar DC HC550/650)
2022年中 第1款22/26 TB硬碟(WD Ultrastar DC HC570/670)
2023年底 第1款24/28 TB硬碟(Seagate Exos X24與WD Ultrastar DC HC 580/680)
2024年初 第1款30/32 TB硬碟(Seagate Mozaic 3+)
2025年初 第1款36 TB硬碟(Seagate Exos M)
資料來源:iThome整理,2025年2月