Doze meses atrás, se você perguntasse a qualquer pessoa do setor qual era o maior fator limitante para o crescimento futuro dos data centers de IA, provavelmente teria dito que havia falta de GPUs disponíveis. Relatos de superaquecimento dos racks Nvidia NVL72 Blackwell começaram a se espalhar, e a preocupação dos clientes com atrasos no envio atingiu o auge.

Avançando para 2026, a situação é bem diferente. Contra todas as probabilidades, a cadeia de suprimentos de chips permaneceu impressionantemente resiliente, mas as preocupações se voltaram para a escassez de outros componentes, principalmente discos rígidos (HDDs) de nível empresarial, que atualmente enfrentam prazos de entrega de até dois anos, enquanto os fabricantes lutam para acompanhar a demanda por IA.

HDDs, que utilizam armazenamento magnético para reter informações, há muito são populares entre operadores de data centers devido à sua capacidade de fornecer alta capacidade em escala, oferecendo um custo por terabyte menor em comparação com os SSDs (SDDs), nos quais os dados são mantidos em circuitos integrados. No entanto, como explica Matt Taylor, VP e gerente-geral de inteligência artificial (IA) da empresa de armazenamento Everpure (novo nome da empresa anteriormente conhecida como Pure Storage), os HDDs estão efetivamente esgotados até 2027 e os fabricantes de discos rígidos não estão construindo mais capacidade. E, mesmo que pudessem – e no momento não estão –, levaria alguns anos de investimento para aumentar a capacidade online.

Taylor diz que a escala de muitos dos data centers de IA anunciados este ano pegou a indústria um pouco de surpresa e, enquanto as empresas foram inteligentes o suficiente para reforçar seu fornecimento de GPUs para apoiar essas implantações, para outras, "o armazenamento tem sido meio que um detalhe secundário na hierarquia do que estão priorizando."

"O mundo tem estado tão focado em GPUs. Mas as pessoas estão começando a perceber que, para implantar esses data centers complexos e em grande escala, precisam de mais do que apenas GPUs", ele ri.

"Agora, essa próxima ordem da cadeia crítica de suprimentos passou a ser memória, armazenamento e infraestrutura de data center, e eu simplesmente não acho que as pessoas tenham pensado nisso."

Além do número sem precedentes de implantações planejadas de data centers, Taylor diz que acordos de fornecimento de longo prazo assinados antes do boom da construção de data centers de IA provavelmente também agravaram o problema, com fornecedores de toda a indústria de armazenamento agora tendo que trabalhar com os clientes para planejar suas necessidades nos próximos dois anos.

Os clientes foram um tanto surpreendidos pela escassez – até dois trimestres atrás, ainda havia bastante oferta, ele diz, descrevendo a situação atual como "modo de embaralhamento".

Em outra entrevista, Mohamad El-Batal, da fabricante de discos rígidos Seagate e tecnólogo-chefe do escritório de CTO da empresa, descreveu a situação atual como um "pesadelo da cadeia de suprimentos", observando que muitos componentes estão em alocação há 52 semanas.

Taylor diz que, nos últimos meses, a Pure Storage tem recebido muitos pedidos de clientes para que a empresa educasse suas equipes de cadeia de suprimentos sobre o que está acontecendo no mercado, levando a várias discussões francas sobre o que a Pure está vendo do ponto de vista do fornecedor e analisando quais são as trocas em termos de prazos diferentes ou como a empresa pode melhor atender às suas necessidades.

No entanto, ele alerta que não há muitas soluções fáceis e que, mesmo com um planejamento cuidadoso, os problemas enfrentados pela indústria não desaparecerão de repente.

"A realidade é que vamos ficar nesse estado por um tempo", ele diz. "No lado dos discos rígidos, as pessoas precisam perceber que toda a capacidade do disco rígido foi comprada. As pessoas têm dito: 'Talvez os hiperescalas não peçam muito' ou 'Eles só estão tentando capturar todo o suprimento disponível para se tornarem estratégicos', como já aconteceu quando houve escassez.

"Mas essa não é a situação aqui. [Os hiperescaladores] compraram tudo o que podiam e ainda querem mais, mas não há mais, e não acho que veremos um alívio no mercado em qualquer momento do próximo ano."

A ascensão do data center all-flash

Uma forma de os operadores de data centers buscarem mitigar esse problema é migrar para o armazenamento flash, especificamente o QLC (armazenamento de célula em quatro níveis).

Esta é uma tecnologia de memória NAND otimizada para capacidade, capaz de reduzir o custo total de posse para cargas centradas em leitura, proporcionando maior capacidade com a velocidade de um all-flash. No entanto, o armazenamento QLC também é menos durável do que outras soluções de quatro níveis, como TLC (armazenamento de três níveis) ou SLC (célula de nível único), oferecendo 1.000 ciclos de apagamento de programa antes de começar a falhar e se tornar ilegível. Em comparação, SSDs SLC suportam, em média, mais de 100.000 ciclos de leitura.

Taylor afirma que a tecnologia QLC está sendo promovida como substituto do disco rígido porque, do ponto de vista do custo por terabyte, é a melhor alternativa. No início deste ano, a Pure Storage anunciou que estava em parceria com o fabricante coreano de memória SK Hynix para entregar produtos de armazenamento flash QLC para data centers em hiperescala.

Com o QLC, "a densidade da tecnologia vem aumentando significativamente em termos de bits por célula, enquanto o TLC não é tão intenso", explica Taylor. "Esse é o apelo – com QLC, eu consigo chegar à economia de custos de um dólar por bit ou de um dólar por terabyte, o que é difícil de alcançar no TLC."

Embora o TLC continue sendo implementado em muitos ambientes de ponta, Taylor diz que, se gerenciado corretamente, o QLC também pode atender a muitas das necessidades de cargas de trabalho de alto desempenho. Além disso, ele afirma que, a longo prazo, o custo total de posse de um ambiente baseado em QLC – não apenas a aquisição da tecnologia, mas também os custos de energia, de confiabilidade e de tempo de atividade – vem se mostrando menor.

Alguns hiperescalas, como a Meta, já se manifestaram abertamente sobre o desejo de deixar de lado implantações combinadas de HDD e SSD em favor de data centers all-flash, com a empresa lançando um post no blog em março deste ano, intitulado 'Um caso para SSDs QLC no data center.'

Nele, a Meta disse que, embora os HDDs tenham aumentado em densidade, não conseguiram igualar essa densidade em desempenho. O relatório argumentou que a crescente necessidade de maior eficiência energética levou ao desenvolvimento de soluções inovadoras de armazenamento, com o armazenamento QLC "formando um nível intermediário entre HDDs e SSDs TLC, proporcionando maior densidade, melhor eficiência energética e menor custo do que os SSDs TLC existentes."

Embora a escassez de HDDs esteja ajudando a acelerar a transição para data centers totalmente flash, Taylor diz que isso não é algo que possa acontecer da noite para o dia, já que os clientes ainda precisam adquirir HDDs nesse meio tempo. Além disso, foi relatado que empresas que estão correndo para reforçar o fornecimento de armazenamento QLC para evitar faltas semelhantes levaram à capacidade de produção reservada até 2026 em alguns fabricantes de NAND.

Taylor diz que espera ver maior disponibilidade de NAND na segunda metade do próximo ano, mas observa que, assim como com HDDs, há muito mais demanda do que oferta.

"A indisponibilidade de HDDs acelerou substancialmente essa transição [para o todo flash], e os hiperescaladores estão comprando em dezenas ou centenas de exabytes por ano – essa mudança deles é um grande movimento da indústria", ele diz, observando que, simultaneamente, todos os grandes laboratórios de IA estão acelerando a implantação dessas infraestruturas em grande escala, que também são predominantemente all-flash.

Para cargas de trabalho de alto desempenho, normalmente são implantados três níveis de armazenamento: uma camada de cache totalmente baseada em flash NVMe, uma camada quente, baseada em SSD, e uma camada fria, ou arquivado, que tradicionalmente consistia em HDDs ou fita, embora opções baseadas em flash para armazenamento a frio estejam se tornando realidade também.

"Então, você tem os hiperescalas fazendo essa mudança, os construtores de modelos de fundação de IA também fazendo isso, e depois há uma expansão geral no espaço neocloud, e praticamente todos estão implantando SSDs também", diz Taylor. "Os três, juntos, criaram uma enorme onda de demanda que representa um desafio."

A longo prazo, Taylor diz que isso deixa a indústria com uma questão importante a responder: diante desse desejo crescente de migrar dos HDDs para o QLC, será que a indústria algum dia voltará ao disco rígido tradicional?

"Se você não consegue mais discos rígidos e decide fazer essa transição, que já vem acontecendo lentamente, por que você voltaria?", ele questiona, observando que há muita empolgação na indústria com as oportunidades potenciais que isso representa para os fabricantes.

Com os hiperescalas acreditando na narrativa de que o all-flash é o caminho a seguir, Taylor observa que, embora existam razões históricas que os impediram de se comprometerem totalmente com a transição anteriormente, a escassez no mercado de HDDs provavelmente atuará como uma função forçadora, impulsionando investimentos e investimentos em P&D em tecnologia NAND, levando a soluções que podem oferecer bits de maior densidade por célula e tornando a economia de custo do QLC ainda melhor com o tempo.

"Acho que isso é uma tendência e será uma grande oportunidade para a indústria flash realmente acelerar o desenvolvimento", ele argumenta. "Também acho que a capacidade da cadeia de suprimentos de flexibilizar é muito mais fácil no lado flash – sim, você não pode construir mais fábricas facilmente, mas pode aumentar a contagem de wafers ou aumentar o número de insucessos que tem", ele diz.

"Isso não vai acontecer da noite para o dia, mas certamente é uma tarefa mais fácil para o mercado NAND do que para a indústria de discos rígidos."