普通硬盘可能比闪存驱动器更环保

研究机构Futurum最近支持发表的一篇研究论文认为，普通硬盘可能比闪存驱动器更加环保。这篇论文指出，最主要的碳排放实际发生在设备制造期间，而闪存驱动器的碳排放实际比普通硬盘更多。

在这份题为《SSD真比HDD更具可持续性吗？》（https://futurumgroup.com/insights/are-ssds-really-more-sustainable-than-hdds/）的研究报告中，Futurum分析师Mitch Lewis宣称，“SSD中所使用闪存设备的制造过程涉及能源高度密集的工艺。与具有相同容量的硬盘驱动器（HDD）相比，闪存驱动器的能源成本高出约8倍。”

他还引用了最近在HotCarbon 2022大会上发表的一项研究，题为《SSD的肮脏秘密：本体碳成本》（https://www.youtube.com/watch?v=-0tzoSEL8iA）。这项研究由威斯康星大学麦迪逊分校计算机科学教授Swamit Tannu和加拿大不列颠哥伦比亚大学计算机科学助理教授Prashant J Nair共同完成。

该研究声称，“制造1 GB闪存须排放0.16千克二氧化碳，这已经在系统的总碳排放中占据很大一部分……闪存与DRAM制造中心使用的也大多不是可再生电力，其旺盛的能源需求往往只能用碳密集型的发电形式予以满足。”也就是说，这0.16千克二氧化碳就是SSD的本体碳成本。

尽管物体体积更大，但“与SSD相比，HDD的本体碳成本至少要低一个数量级。”这是因为HDD制造流程中的半导体密集度远低于SSD，而且消耗的电力也比半导体制造更低。此外，“大多数半导体制造厂使用的电力来自燃烧和燃气发电厂”，而非可再生能源。

对SSD与HDD环保程度的判决当然不仅限于制造耗电量，“还必须考虑到存储架构中的具体碳成本。”

该研究评估并比较了HDD与SSD的全生命周期碳排放量（按5年和10年两种使用周期计算），具体如下表所示：

其中的CO2e即为总体碳排放成本（单位为千克）。我们绘制了HDD和SSD的全生命周期排放数据（最右侧两列），下图为可视化转换后的形式：

根据这项研究，HDD在制造和使用寿命期间对应的总碳排放也比SSD更少，因此对于自然环境更为友好。

另外需要注意的是：

• 研究中假设HDD平均功耗为4.2瓦，SSD平均功耗为1.3瓦。
• 全运行寿命（OPEX）CO2e数字使用美国EPA规定的总能源消耗排放因子——按照2019年的数据，为0.7千克/千瓦时。
• 这里的CAPEX，指制造过程中的本体碳成本。
• 10年计算周期中包含升级资本支出部分，因为研究假设SSD和HDD的使用寿命均为5年。

Lewis写道，“人们普遍认为SSD的可持续性比HDD更好，因为其无需依赖机械活动部件、所以能效更高。这种能效论点在供应商营销中被大量使用，特别是那些销售全闪存存储系统的供应商。”

但本次研究改变了这一切。“这是个相当令人惊讶的结果。绝大多数供应商宣称SSD比HDD更具可持续性，但从此次报告来看事实似乎并非如此。”

Lewis表示，作者可能没有考虑到“HDD和SSD的技术更新周期已经分开……HDD的更新周期通常为4到5年……但（提供较长保修期的供应商）已经帮助IT部门将设备的使用周期延长到了10年。”

按照这个假设来计算，那么SSD使用10年的碳成本为209.2千克（CO2e）。这个数字与HDD的水平更加趋近，但仍比HDD要高。

由于SSD的容量（存储密度）增速比HDD更快，“这种密度差异可能驱使IT部门更多选择SSD以节约物理占用空间，由此带来的碳排放贡献将弥补HDD与SSD之间的排放量差异。”

“尽管如此，SSD与HDD在可持续性方面的区别，确实比很多闪存存储供应商宣传中得经近似得多。”但在未来，“以密度更高的设备显著削减物理空间占用量，应该有助于改善数据中心的总碳排放量。”也就是说，SSD应该会表现出一定的可持续性优势。