Part 2 夕陽無限好，只是會暴漲(AI data center你不可不知的超冷門知識) #52

2025/12/30 更新2025/12/30 發佈閱讀 8 分鐘

〖第50期錯誤更正〗
多執行器(Multi-Actuator)技術並非用於SSD，而是用於提升傳統HDD讀寫效率的技術。

其實核心概念也沒有很深奧...就是傳統HDD只配備一個讀寫頭，它配備二個(Multi-Actuator Technology簡稱MACH.2)，如此而已；但說來簡單，做起來一點也不簡單，研發難度很高，涉及精密的機械、電子和韌體(註一)整合，是硬碟產業的一項重大工程！這項技術歷經多年研發與測試才得以實現商業化，這也形成了一個特殊護城河，即硬碟這種原本被認為是"夕陽"的產業，在過去基本上已沒有新公司願意加入；但現在卻反過來為STX形成一種強大的進入壁壘，因為若有新創目前才想切入，投入數十億美元研發精密機械結構與控制韌體，其財務風險與技術門檻會高得不成比例！這種技術要求在奈米級別的精度下控制兩個高速運作的讀寫頭，有多難？
你可以想成在兩架高速飛行的飛機之間精確傳遞物品，大概就真的這麼難。並且此技術的開發正好也與前期提到的HAMR技術形成互補，當資料中心的儲存需求越來越大、HAMR硬碟的單顆容量也將在不遠的未來達到動輒100TB，若使用傳統 HDD單獨寫頭設計，就會使讀寫效能遇到瓶頸，故MACH.2技術能讓冷層資料之存取速度大幅提升，滿足 AI、雲端等資料密集型應用需求]

〖第50期專有名詞背景知識補充〗

我們有提到TCO這個縮寫，但沒有明確跟大家拆解意涵，為確保非特定背景之讀者也能看懂，於此稍作補充說明；TCO全稱Total Cost of Ownership，中文譯作"總體擁有成本"，聽起來很饒舌，但大家不用想的太複雜，簡單來說就是你買一樣產品，從"搖籃到墳墓"你需要付出的所有成本，故以我們買車為例不只限於當下花了多少錢買那輛車，包括後續保養、維修、甚至每年稅費都要算在裡面，一直到它報廢或二手清算完殘值賣出後，"完全不會再花到你一毛錢"為止]

第50期的最後，我們為各位讀者留下一個值得思考的問題：「未來AI數據中心儲存是否可能轉向全SSD或其他新貯存技術?」

事實上，根據最新的產業趨勢和預測，為應對 AI 運算在高性能、低延遲與大規模數據吞吐上的極端需求，未來 AI 數據中心的儲存架構將加速轉型；在靠近前端運算的熱層場景中，「全SSD」配置確實已成為標準，並且新型SSD的開發已往具備計算儲存(Computational Storage，簡稱CS)能力做演進(註二)。

雖然整個「數據中心的儲存全部都是SSD」，在理論上並非不可行，但實際上不會這麼做，因為在海量原始數據的長期封存(Cold Storage)冷層領域，HDD仍憑藉極低的每 TB 成本保有優勢，其與SSD的價差是用"幾倍"來計算的。

有些反方觀點可能會認為，在電力運用效率上(Performance per Watt)，SSD之優勢使其TCO在某些特定情境下已優於HDD。但事實是，成本的差異，對於只要存幾 TB 的人來說沒差，但對於亞馬遜 (AWS) 或 Google 這種動輒 EB（Exabyte，百萬TB）級別的數據中心，3到5倍的採購成本價差是天文數字，根本無法單靠「省電」來回本，因此未來更可能是：

「SSD 負責運算與快取，HDD 負責容量與封存」的互補格局，而非單純的全面替代；整體(包含冷層)則會走向更高效的混合架構

換句話說，假設未來SSD的單位儲存成本遠遠低於HDD的情況下，那data center採用全SSD配置才有可能，但這個假設亦會面臨兩個重大挑戰：

雖然記憶體相較於邏輯IC製程(也就是台積電在做的)已經簡單很多，但也只是相對於台積是簡單，對於一般傳產而言其客觀資本密集、技術密集程度還是很高；且實際上「SSD的單位儲存成本遠遠低於HDD」就有點像forward PE(前瞻市盈率)的概念，除非記憶體產業都"暫停"發展，同時HDD快速追趕，才有可能達成。但實際上記憶體產業更有可能的是快速繼續向前開發新技術而非"暫時停止呼吸"；所以這個假設客觀上就不太可能成真。也就是說不管如何，"最前沿"的固態記憶體生產技術，其報價給客戶之最終單位貯存成本幾乎可說永遠不可能比HDD還便宜！

最客觀的證據就是：目前企業級 HDD 的單位成本仍是 SSD 的 1/5 ~1/7 左右。要抹平這 5 倍以上的差距，除非NAND flash或DRAM在不需要大幅增加研發經費及製程成本的前提下，發生革命性的物理突破(這用膝蓋想都不可能)，否則在可預見的未來，HDD在大規模資料貯存之性價比上仍有結構性優勢。
第二個重點在於資料損壞機率。因為儲存物理機制的不同，SSD的損壞率大於HDD；這在熱層沒差，頂多就是壞掉就換，因為資料只是暫時"熱交換"而已，但在需要"永久儲存"的冷層場景中就不是這樣了，假設冷層也全面使用SSD，換算其單位資料(每TB)相對於HDD的損壞機率，不要說六標準差了(註三)，可能連正常三標準差(即第51期常態分佈曲線描述左右各3σ那張圖)都有困難，而是光這點，data center就不可能承受這樣的風險。尤其是重要數據的遺失！

而上述的第二點，其背後的物理機制尤為重要，也是我們整套分析最堅實的立論依據，尤期在搭配統計學綜合拆解檢視後，你會更知道Mark分析時的自信究竟從何而來。

礙於篇幅，下期，我們將繼續深入拆解SSD在資料損壞機率與物理機制上的硬傷。

〖註一〗何謂韌體(Firmware)?

硬體大家知道、軟體大家也知道；韌體其實就是介於兩者中間，非硬體也非純軟體的存在，通常涉及"讓硬體是否能正常運作"的關鍵代碼，正常狀況下終端使用者是無法touch到的。這裡也來上個有趣的科技英文課：

硬體--英文單字Hardware在 16 世紀就已存在，最初是指金屬製的五金工具。
軟體--英文單字為Software，約在 1958 年由統計學家 John Tukey首次在論文中使用。 (題外話，這個人很厲害，就是提出事後檢定法的那個人，事後檢定是什麼在本文不是很重要，所以看看就好)連大家今天熟悉的Bit這個單字也是他發明的(最早只有Binary digit二進位數字這個詞)。

韌體--Firmware這個字的誕生比Software晚了近 10 年，是為了描述當時新型態的「微程式(Microcode)」而由美國電腦科學家 Ascher Opler創造的。當初是因為他認為這種"嵌在硬體裡的程式碼"，既不像硬體那樣完全不可變動，也不像一般軟體那樣可以讓末端使用者輕易更改，它是「固定的東西」，因此取「Firm」(穩固、堅定)結合「Ware」而成。