In Rechenzentren führt auch in Zukunft kein Weg an Festplatten vorbei

(Auszug aus der Pressemitteilung)

Abgesänge auf die Festplatte gab es in den vergangenen Jahren immer wieder, doch nach wie vor ist der Speicherklassiker in den Rechenzentren von Unternehmen und Cloud-Anbietern unverzichtbar. Auf absehbare Zeit wird sich daran auch nichts ändern.

Von Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development bei Toshiba Electronics Europe

Festplatten mögen aus den meisten Endgeräten verschwunden sein und damit auch aus dem Blick der Anwender – in Rechenzentren sind sie jedoch weiterhin äußerst präsent. Mehr noch: Dort tragen sie die Hauptlast der Datenspeicherung, weil es schlicht kein anderes Speichermedium gibt, das direkte Zugriffe ermöglicht und die benötigten Kapazitäten für KI, Videostreaming und andere datenintensive Anwendungen bereitstellen kann, und schon gar nicht so wirtschaftlich. Schließlich sind SSDs weiterhin pro Kapazitätseinheit etwa fünf- bis achtmal so teuer. Selbst wenn sie preislich mit HDDs gleichziehen würden, bräuchte es viele Jahrzehnte und kaum zu stemmende Investitionen, um die Produktionskapazitäten auf ein Niveau zu erweitern, dass SSDs tatsächlich alle Festplatten ersetzen könnten. Grund dafür ist die komplexe und teure Reinraumfertigung der Flashspeicher.

So besteht denn nicht nur die installierte Speicherbasis in den Rechenzentren zum größten Teil aus Festplatten, sondern auch die neu hinzukommenden Kapazitäten basieren mehrheitlich auf dem Speicherklassiker. Allein im vierten Quartal 2024 wurden weltweit 56 Millionen Enterprise-HDDs mit einer Gesamtkapazität von 959 Exabyte ausgeliefert – das sind 959 Millionen Terabyte und mehr als das Vierfache der im selben Zeitraum ausgelieferten Kapazitäten auf Enterprise-SSDs (59 Millionen Stück mit insgesamt 226 Exabyte).

Dass die Festplatte auch fast 70 Jahre nach ihrem Debüt so gefragt ist, liegt vor allem daran, dass die Speicherkapazität der Laufwerke zuletzt zuverlässig um 2 Terabyte pro Jahr gestiegen ist – bei gleichbleibenden Kosten. Waren es zunächst Helium-Füllung und dünnere Disks, die für höhere Kapazitäten sorgten, so sind es inzwischen neue Aufzeichnungsverfahren wie MAMR und HAMR. Diese unterstützen Schreibvorgänge mit Mikrowellen beziehungsweise Laserdioden, sodass weniger magnetische Energie benötigt wird und der Schreibkopf kleiner ausfallen kann. Kleinere Schreibköpfe bedeuten dichter geschriebene Daten und damit höhere Kapazitäten. Nach Einschätzung von Experten sind bis zu 50 Terabyte pro Laufwerk in den nächsten Jahren möglich.

Hinzu kommt, dass Festplatten trotz beweglicher Teile erstaunlich langlebig und genügsam sind. Die Ausfallrate von Enterprise-HDDs liegt in der Regel bei 0,35 Prozent, was in einem Rechenzentrum mit 2.000 Festplatten gerade mal sieben Laufwerken pro Jahr entspricht. Große Rechenzentrumsbetreiber und Cloud-Anbieter erreichen allerdings oft noch bessere Werte. Der Stromverbrauch einer Festplatte wiederum ist relativ unabhängig von ihrer Kapazität und der Arbeitslast, da die meiste Energie für das Drehen der Spindel benötigt wird – üblicherweise liegt er bei etwa 7 bis 8 Watt. Insbesondere bei hohen Kapazitäten sind HDDs daher sehr energieeffizient und bei gleichem Datendurchsatz nicht stromhungriger als SSDs, die dieselbe Kapazität bereitstellen. Pro Terabyte verbrauchen sie lediglich 0,3 bis 0,5 Watt.

Gern wird die vergleichsweise geringe Leistung gegen Festplatten ins Feld geführt, doch dieses Argument zieht nur bei der Betrachtung eines einzelnen Laufwerks. In modernen Storage-Architekturen arbeiten jedoch Dutzende von Festplatten in einem Verbund zusammen und können Schreib- und Leseoperationen parallel abwickeln. Auf diese Weise erreichen Speichersysteme problemlos einen Durchsatz von 15 GB/s und über 15.000 IOPS.

Letztlich bieten Festplatten alles, was Rechenzentrumsbetreiber und Cloud-Anbieter schätzen: hohe Kapazitäten zu niedrigen Anschaffungs- und Betriebskosten, hohe Zuverlässigkeit und eine ausreichende Leistung für die meisten Anwendungen. Wo die Leistung nicht genügt, lassen sich leicht einige SSDs ergänzen, doch die meisten Daten landen weiter auf Disks. Die Festplatte mag nicht der Star im Rechenzentrum sein – dafür gibt es sie einfach zu lange. Sie ist eher die stille, unentbehrliche Kraft, die anstandslos im Hintergrund ihren Dienst verrichtet und ohne die, man muss es so sagen, unsere digitale Welt nicht mehr funktionieren würde.

Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development bei Toshiba Electronics Europe (Quelle: Toshiba Electronics Europe)