研究機構Futurum最近支持發表的一篇研究論文認為,普通硬盤可能比閃存驅動器更加環保。這篇論文指出,最主要的碳排放實際發生在設備製造期間,而閃存驅動器的碳排放實際比普通硬盤更多。
在這份題為《SSD真比HDD更具可持續性嗎?》(https://futurumgroup.com/insights/are-ssds-really-more-sustainable-than-hdds/)的研究報告中,Futurum分析師Mitch Lewis宣稱,「SSD中所使用閃存設備的製造過程涉及能源高度密集的工藝。與具有相同容量的硬盤驅動器(HDD)相比,閃存驅動器的能源成本高出約8倍。」
他還引用了最近在HotCarbon 2022大會上發表的一項研究,題為《SSD的骯髒秘密:本體碳成本》(https://www.youtube.com/watch?v=-0tzoSEL8iA)。這項研究由威斯康星大學麥迪遜分校電腦科學教授Swamit Tannu和加拿大不列顛哥倫比亞大學電腦科學助理教授Prashant J Nair共同完成。
該研究聲稱,「製造1 GB閃存須排放0.16千克二氧化碳,這已經在系統的總碳排放中占據很大一部分……閃存與DRAM製造中心使用的也大多不是可再生電力,其旺盛的能源需求往往只能用碳密集型的發電形式予以滿足。」也就是說,這0.16千克二氧化碳就是SSD的本體碳成本。
儘管物體體積更大,但「與SSD相比,HDD的本體碳成本至少要低一個數量級。」這是因為HDD製造流程中的半導體密集度遠低於SSD,而且消耗的電力也比半導體製造更低。此外,「大多數半導體製造廠使用的電力來自燃燒和燃氣發電廠」,而非可再生能源。
對SSD與HDD環保程度的判決當然不僅限於製造耗電量,「還必須考慮到存儲架構中的具體碳成本。」
該研究評估並比較了HDD與SSD的全生命周期碳排放量(按5年和10年兩種使用周期計算),具體如下表所示:
其中的CO2e即為總體碳排放成本(單位為千克)。我們繪製了HDD和SSD的全生命周期排放數據(最右側兩列),下圖為可視化轉換後的形式:
根據這項研究,HDD在製造和使用壽命期間對應的總碳排放也比SSD更少,因此對於自然環境更為友好。
另外需要注意的是:
研究中假設HDD平均功耗為4.2瓦,SSD平均功耗為1.3瓦。
全運行壽命(OPEX)CO2e數字使用美國EPA規定的總能源消耗排放因子——按照2019年的數據,為0.7千克/千瓦時。
這裡的CAPEX,指製造過程中的本體碳成本。
10年計算周期中包含升級資本支出部分,因為研究假設SSD和HDD的使用壽命均為5年。
Lewis寫道,「人們普遍認為SSD的可持續性比HDD更好,因為其無需依賴機械活動部件、所以能效更高。這種能效論點在供應商營銷中被大量使用,特別是那些銷售全閃存存儲系統的供應商。」
但本次研究改變了這一切。「這是個相當令人驚訝的結果。絕大多數供應商宣稱SSD比HDD更具可持續性,但從此次報告來看事實似乎並非如此。」
Lewis表示,作者可能沒有考慮到「HDD和SSD的技術更新周期已經分開……HDD的更新周期通常為4到5年……但(提供較長保修期的供應商)已經幫助IT部門將設備的使用周期延長到了10年。」
按照這個假設來計算,那麼SSD使用10年的碳成本為209.2千克(CO2e)。這個數字與HDD的水平更加趨近,但仍比HDD要高。
由於SSD的容量(存儲密度)增速比HDD更快,「這種密度差異可能驅使IT部門更多選擇SSD以節約物理占用空間,由此帶來的碳排放貢獻將彌補HDD與SSD之間的排放量差異。」
「儘管如此,SSD與HDD在可持續性方面的區別,確實比很多閃存存儲供應商宣傳中得經近似得多。」但在未來,「以密度更高的設備顯著削減物理空間占用量,應該有助於改善數據中心的總碳排放量。」也就是說,SSD應該會表現出一定的可持續性優勢。