Pevný disk tvorcovia oko zvýšenie hustoty, 20tb disk

Technológia pevného disku je často nedoceneným zázrakom. Technológia čipov si zaslúži viac kreditu, ako získa pri vytváraní moderného sveta, ale výroba polovodičov dostáva oveľa väčšiu pozornosť ako technológia pevných diskov. Pevné disky nám však stále poskytujú viac a viac kapacity v rovnakom priestore po celé desaťročia, pričom sledovali rovnaký všeobecný trend ako Mooreov zákon, ale nie tak hladko - hustota pevného disku má tendenciu rásť veľmi rýchlo, keď sa zavádza nová technológia, a spomaliť, až kým nepríde ďalšia veľká inovácia.

Práve teraz vstupujeme do prechodnej fázy. Súčasná technológia, známa ako kolmý magnetický záznam (PMR), ktorý podporuje prakticky všetky pevné disky vyrobené v súčasnosti, sa začína míňať. Nové techniky, ako napríklad magnetický záznam s podporou tepla (HAMR), sú na ceste, ale stále sú o pár rokov preč.

V dôsledku toho vidíme, že niektoré špecializované disky dosahujú nové kapacity - napríklad nový podnikový disk 8gate spoločnosti Seagate a verzia 10GB spoločnosti HGST -, ale základné pevné disky spotrebiteľov nie sú také rýchle, aby získali väčšiu hustotu. Je to už pár rokov, čo som sa na túto technológiu skutočne hlboko pozrel, takže som nedávno využil túto príležitosť a porozprával som sa s výrobcami pohonov o technológii a kam smeruje.

Už niekoľko rokov používajú jednotky proces PMR a dnes majú bežné disky vzdušnú hustotu 650 Gbit / sq. palca, čo umožňuje 500 GB na tanier na 2, 5-palcovej jednotke a 1 TB na tanier na 3, 5-palcovej jednotke. (Väčšina pevných diskov obsahuje viac platničiek, ktoré sú napísané na oboch stranách.)

Niekoľko jednotiek to posunulo o niečo ďalej a posunulo sa až na 1, 2 TB na tanier, čo umožnilo 6 TB na 3, 5-palcovej jednotke s 5 platňami; alebo dokonca archivovať 2TB disky pomocou troch 2, 5-palcových platničiek, tvrdí William Cain, viceprezident technológie pre Western Digital. A Mark Re, senior viceprezident a hlavný technologický riaditeľ spoločnosti Seagate, hovorí, že je presvedčený, že „v súčasnej technológii je stále veľa najazdených kilometrov“, pričom na zvýšenie hustoty používajú prísnejšie tolerancie.

Okrem toho, aby sa v blízkej budúcnosti posunula hustota, mnoho výrobcov pohonov sa obracia na nové technológie.

Šindľové magnetické nahrávanie (SMR)

Spoločnosť Seagate posunula techniku ​​nazývanú Šindľový magnetický záznam (SMR), pri ktorej sa stopy, ktoré sledujú hlavy pohonu, prekrývajú, podobne ako šindle na streche. Podľa spoločnosti Re táto technológia umožňuje zvýšenie vzdušnej hustoty o 25 percent.

SMR používa konvenčné čítacie a zapisovacie hlavy, ktoré fungujú rovnako ako konvenčná jednotka na čítanie údajov. Ale pre písanie, to vyžaduje skutočne písanie na viac stôp, a to vyžaduje, aby bol disk zoskupený do rôznych pásiem.

Spoločnosť Seagate dodala „veľa miliónov diskov“ pomocou technológie SMR, vrátane značkových maloobchodných diskov a úložných jednotiek kritických pre obchod. Začalo to tým, že podniková jednotka 5TB pre stolné počítače bola zameraná na podnikové ukladanie v blízkom okolí, ale teraz sa presunula aj do iných produktov. Jednotka 8TB, ktorú spoločnosť nedávno oznámila, má variant, ktorý bude využívať technológiu SMR.

Hovorí, že budúcnosť SMR by mala byť súčasťou prenosných diskov zavedených v priebehu roka, a vidí, že sa to pohybuje z 750 GB na platňu na 1 TB na platňu a prípadne až 2 TB na platňu.

Jedným z problémov s SMR, Cain zdôraznil, je to, že jednotka musí zapisovať informácie odlišne, viac sekvenčným spôsobom, a to vyžaduje manipuláciu s veľkosťou údajov, aby bola efektívna. Re povedal, že súhlasil s tým, že v niektorých pracovných úlohách existujú problémy, ale uviedol, že v 99, 9 percentách prípadov nebol výrazný rozdiel vo výkonnosti. Všeobecne povedal, že typické množstvá vyrovnávacej pamäte na disku eliminujú dopad. Cain poznamenal, že existujú niektoré nové štandardy - zónové blokové príkazy (ZBC) pre jednotky SAS a zónové ATA príkazy (ZAC) pre jednotky SATA určené na štandardizáciu používania jednotiek SMR.

Scott Wright, marketingový manažér produktov HDD spoločnosti Toshiba, uviedol, že spoločnosť Toshiba sa zúčastňuje v podvýboroch pracujúcich na štandardizácii príkazov pre jednotky SMR a očakáva, že v najbližších mesiacoch bude ratifikovaný štandard, a verí, že je vhodný pre aplikácie s množstvom postupného písania., napríklad ukladanie objektov. Očakáva, že v budúcom roku uvidia všetci dodávatelia ponúkajúci jednotky zamerané na skorých osvojiteľov, s rozsiahlym prijatím v druhej polovici roku 2015.

Utesnené disky

Ďalšou možnosťou, ktorú začíname vidieť, sú zapečatené jednotky, ktoré nahradia vzduch vo vzduchotesnej jednotke.

V minulom roku spoločnosť HGST začala s dodávkou jednotky 6TB, ktorá umožňuje viac tanierov v uzavretej jednotke s jednou výškou. Táto technológia sa nazýva HelioSeal, v ktorej sú hnacie taniere uzavreté v zapečatenej jednotke naplnenej héliom. Cain poukazuje na to, že hélium, ktoré je ľahšie ako vzduch, znižuje turbulenciu vzduchu a odpor medzi platňami, a preto môže významne znížiť požiadavky na aktívny výkon. Cain hovorí, že je ideálny pre prostredia, ktoré určujú využitie energie a počet zavedených vretien. (Všimnite si, že zatiaľ čo spoločnosť HGST je dcérskou spoločnosťou spoločnosti WDC, je prevádzkovaná oddelene od divízie Western Digital. Cain hovorí, že zatiaľ čo spoločnosť Western Digital sa pozerala na magnetický záznam s héliom a šindľami, zatiaľ nepripravila disky ani s jednou technológiou, hoci povedal. „obe technológie majú hodnotu v určitých segmentoch trhu.“)

HGST nedávno ohlásil 8TB verziu tohto disku s názvom Ultrastar He8 s použitím súčasných jednotiek PMR, ako aj Ultrastar He10, ktoré budú používať techniky naplnené héliom, ako aj techniku ​​šindľov (SMR). Ponúka tiež štandardnejší 6TB disk, ktorý používa päť platní 1, 2TB v tradičnom (neutesnenom) kryte jednotky.

Seagate sa v tejto chvíli rozhodol nepoužiť hélium s tým, že Re má síce disky, ktoré túto technológiu využívajú, ale nie je presvedčený, že je to najúčinnejší spôsob, ako zvýšiť hustotu.

Spoločnosť Wright od spoločnosti Toshiba mala podobné pripomienky a uviedla, že hélium môže byť z dlhodobého hľadiska potrebné, ale verí, že sa môže dostať k ďalším „niekoľkým generáciám technológie bez nej“. Povedal, že priemysel má plán postupujúci na šesť alebo viac tanierov a spoločnosť Toshiba očakáva, že tak urobí.

Dvojrozmerné magnetické nahrávanie (TDMR)

V priebehu nasledujúcich niekoľkých rokov sa spoločnosť WD zaujíma o techniku ​​nazývanú dvojrozmerné magnetické nahrávanie (TDMR), pri ktorej máte dve čítacie hlavy, a preto môžete mať v tej istej oblasti viac údajov s vyšetrením a porovnaním susedných bitov, ktoré Cain v porovnaní so spôsobom, akým slúchadlá s potlačením hluku riešia okolitý šum. Povedal, že sa tým zvýšila zložitosť, ale môže to mať zmysel pre niektoré konkrétne projekty na niektorých trhoch, pretože rozširuje konvenčnú technológiu nahrávania.

Tepelne asistované magnetické nahrávanie (HAMR)

Ale takmer každý, s ktorým som hovoril, súhlasí s tým, že ďalší veľký skok v hustote pravdepodobne príde z techniky známej ako teplom podporované magnetické nahrávanie (HAMR), ktoré zahŕňa laserom generovaný lúč zahrievajúci malú časť magnetického média, ktorý umožňuje bitom keď sa ochladia, musia byť napísané a potom stabilné. Takéto disky by mohli byť oveľa hustejšie zabalené ako ktorákoľvek z dnešných technológií.

Tento koncept nie je nový - Seagate to demonštroval už v roku 2002 - zdá sa však, že sa blíži.

Napríklad spoločnosť Seagate's Re uviedla, že HAMR by mal byť pripravený na niektoré komerčné predstavenia v roku 2016, pravdepodobne spočiatku so strategickými partnermi, a pravdepodobne sa stane všeobecnejšou súčasťou odvetvia pevných diskov do roku 2018. Povedal, že prísľub HAMR by mal dať tvrdé posúvajte priemysel na „nasledujúcu S-krivku“ (na zlepšenie hustoty) na najbližších desať rokov. Spoločnosť Seagate uviedla, že dúfa, že do roku 2020 bude mať jednotka 20TB využívajúcu technológiu HAMR.

Implementácia Seagate používa menič blízkeho poľa ako zapisovaciu hlavu s laserovým žiarením 830nm svetla na „povrchových plazmónoch“, ktoré sa potom zameriava na menšie miesto na zahrievanie materiálu až na 600 stupňov Kelvina, kedy môže byť trochu prepnuté z 1 na 0 alebo naopak. Akonáhle sa miesto ochladí, bit je stabilný. Celý cyklus zahrievania a chladenia prebieha v nanosekunde, povedal Re.

Spoločnosť Western Digital's Cain hovorí, že HAMR ponúka potenciál na zvýšenie hustoty trikrát až päťkrát, ale zvýši náklady. Povedal, že spoločnosť má testy s tisíckami hodín živých hláv v pohonoch a že technológia sa stáva uskutočniteľnou, ale povedal, že rok 2016 „môže byť trochu agresívny“, aj keď si tiež myslel, že táto technológia by mohla vstúpiť do hlavného prúdu do roku 2018.

Spoločnosť Toshiba Wright bola trochu skeptickejšia, keď tvrdila, že budúcnosť HAMR je „stále trochu nejasná“ a že všetci investujú do nahrávok „podporovaných energiou“, porota je však stále pripravená na to, kedy bude nasadená. Predpovedal, že to bolo najmenej tri alebo štyri roky.

Bitové médiá

Ďalšou témou, ktorá si získala určitú pozornosť, sú bitové médiá, ale spoločnosti, s ktorými som hovoril, sa domnievajú, že je to oveľa ďalej. Re povedal, že táto technológia nie je pripravená na primetime a že infraštruktúra pre ňu jednoducho nie je k dispozícii. Cain súhlasil s tým, že išlo o „oveľa dlhodobejšie“ riešenie, hoci uviedol, že spoločnosť má v laboratóriách techniky, ako je nanotlač a samoskladanie. A Wright povedal, že zatiaľ čo „veda sa robí“, spoločnosť Toshiba zatiaľ nevidí „konkrétny odpočúvanie“, keď by mohla vstúpiť do hromadnej výroby.

Flash pamäť

Niektorí ľudia mimo odvetvia pevných diskov navrhli, že flash pamäť by mohla úplne nahradiť technológie pevných diskov, ale zdá sa to nepravdepodobné. Kým flash disky si získavajú na popularite, najmä v notebookoch a ako súčasť vrstveného úložného riešenia v podniku, flash zostáva oveľa drahšie ako magnetické médiá, najmä na ukladanie veľkého množstva údajov, ku ktorým nie je často prístup. Okrem toho celková kapacita vyrobených čipov typu Flash, aj keď rastie, nestačí na to, aby nahradila spriadacie médiá.

Dokonca aj spoločnosť Toshiba, ktorá je jedným z dvoch najväčších výrobcov pamätí typu flash, s touto perspektívou súhlasila, pričom Wright poznamenal, že „nič sa nedotkne magnetických médií po celé desaťročie“ z hľadiska nákladov a že nie je k dispozícii dostatok bleskov NAND na prevzatie. dokonca 15 percent trhu.

Namiesto toho všetci tvorcovia podnikového úložiska majú systémy, ktoré kombinujú určité množstvo blesku s pevnými diskami; a na strane klienta dodávatelia pevných diskov tlačia hybridné disky, ktoré kombinujú trochu blesku pre rýchlosť s magnetickými médiami, aby získali väčšiu kapacitu.

Spoločnosť Seagate už ponúka prenosné disky, ktoré tieto funkcie (ktoré SSHD pre pevné disky SSDD nazýva) sú teraz vybavené stolnými diskami. Western Digital má podobnú líniu so svojou líniou WD Black ², pričom Cain hovorí, že hybridné disky ponúkajú „skutočnú hodnotu“.

Jedna vec, ktorá vyniká, je, že nemusí existovať jedna technológia, ktorá preberá a že budúcnosť môže mať priestor pre najrôznejšie riešenia ukladania dát - od čistého blesku, ktorý je pripojený priamo cez zbernicu alebo pripojený ako SSD; na konvenčné šindle a HAMR - všetko na trhu súčasne.

Technológia pevného disku sa vo všeobecnosti posunula z jednej technológie na druhú s novou technológiou, ktorá nahrádza predchádzajúcu, rovnako ako súčasný kolmý magnetický záznam (PMR) nahradil tradičné pozdĺžne nahrávanie v priebehu posledného desaťročia. Ale tentoraz sa môže líšiť, hovorí Cain, s rôznymi technikami poskytujúcimi riešenia pre rôzne trhy kvôli veľkým rozdielom v nákladoch a rýchlosti. „Budúcnosť nemusí vyzerať ako minulosť, “ povedal.

Celkovo Cain uviedol, že do roku 2020 by sme mohli mať 5TB alebo 6TB 3, 5-palcové disky ako štandardné mainstreamové disky s až 20TB diskami (so šiestimi platňami 3, 3 TB), ktoré sú možné pre niektoré vysoko špecializované aplikácie, a ktoré by sa v prípade HAMR mohli rozšíriť na 50TB technológia je úplne vyspelá. To je jednoducho úžasné množstvo úložného priestoru.