HDDs der Zukunft: Festplatten sollen PCIe und NVMe bekommen

Auf dem OCP Virtual Summit wurde einmal mehr über einen Wechsel der Schnittstellen von Festplatten (HDD) gesprochen. Wie bei SSDs wird der Umstieg von SATA zu PCI Express und NVMe erwogen. Mit SATA Express war ein erster Schritt in diese Richtung gescheitert.

Microsoft-Architekt sieht in NVMe-HDDs die Zukunft

Jason Adrian, der als Storage Hardware Architect für den Cloud-Anbieter Microsoft Azure zuständig ist, sieht in „NVMe HDDs“ die Zukunft. Da bei anderen Massenspeichern wie SSDs der Wechsel auf die PCIe-Schnittstelle und das NVMe-Protokoll längst im Gange ist, sieht Adrian dies bei HDDs nur als logischen Schritt. In seiner Präsentation bezeichnet er PCIe als „natives Interface zur CPU“. Eine Protokollübersetzung von AHCI bei SATA-HDDs würde durch den Wechsel entfallen. Server-SSDs könnten via PCIe direkt an die CPU angebunden werden und müssten nicht den Umweg über einen Controller für die SAS-Schnittstelle gehen. Zudem könnten künftig einheitliche Treiber für Systeme mit einer Kombination aus HDDs und SSDs genutzt werden.

PCIe liefert genügend Leistung

Für die Leistung aktueller Festplatten genügt eine einzelne PCIe-Lane, die in Revision PCIe 3.0 bis zu 985 MB/s (brutto) erlaubt. Auch für die in Kürze erwarteten Multi-Aktuator-HDDs genügt die Durchsatzrate: Seagate hat für die Mach.2-Technik maximal 520 MB/s in Aussicht gestellt, die in Enterprise-Festplatten der Exos-Serie zum Einsatz kommt und auch für Microsoft Azure erwogen wird. Sollte Dual-Porting erfordert werden, müssten aber zwei PCIe-x1-Lanes eingesetzt werden.

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Anders als bei SSDs stoßen SATA und SAS bei HDDs aber noch nicht an ihre Leistungsgrenzen, womit diesbezüglich kein unmittelbarer Bedarf für einen Wechsel der Schnittstelle besteht. Dennoch appelliert Adrian mit oben genannten Argumenten an die Branche, Wechselpläne als Grundstein für Systeme im Jahr 2025 und danach, bereits jetzt zu legen.

SATA Express war gescheitert

Es wäre aber nicht der erste Anlauf in diese Richtung, denn schon vor einigen Jahren wurde mit SATA Express ein Schritt zu Festplatten mit PCIe-Anbindung getätigt, der aber vornehmlich für Hybrid-Festplatten mit schnellem Flash-Speicher und SSDs bestimmt war. Doch die Hochzeit aus SATA-Protokoll und PCIe-Schnittstelle setzte sich nicht durch und das Projekt SATA Express verlief im Sande.