Izdelovalci trdega diska oči povečajo gostoto, 20 tb pogon

Tehnologija trdega diska je pogosto čudno čudo. Tehnologija čipov si zasluži več zaslug kot ustvarjanje sodobnega sveta, toda proizvodnja polprevodnikov dobi veliko več pozornosti kot tehnologija trdega diska. Kljub temu nam trdi diski že desetletja zagotavljajo vedno več zmogljivosti na istem prostoru, po približno enakem splošnem trendu kot Mooreov zakon, vendar ne tako gladko - gostota trdega diska se zelo hitro poveča, ko se uvede nova tehnologija, in upočasnite, dokler ne pride do naslednje velike inovacije.

Trenutno ravno vstopamo v fazo prehoda. Trenutna tehnologija, znana kot perpendikularni magnetni posnetek (PMR), ki temelji na skoraj vseh današnjih trdih diskih, začne zmanjkovati pare. Nove tehnike, kot je magnetno snemanje s pomočjo toplote (HAMR), so na poti, vendar še vedno nekaj let.

Kot rezultat opažamo, da nekateri specializirani pogoni dosegajo nove zmogljivosti - na primer novi pogon 8.3B poslovnega razreda Seagate in HGST-ova različica 10TB - a osnovni trdi diski za potrošnike niso tako hitri, da bi dobili toliko večjo gostoto. Kar nekaj let je minilo, odkar sem resnično globoko pogledal to tehnologijo, zato sem pred kratkim izkoristil priložnost, da sem se s proizvajalci pogovorov pogovoril o tehnologiji in kam gre.

V zadnjih nekaj letih so pogoni uporabljali postopek PMR, danes pa imajo glavni tokovi gostote zraka 650 Gbit / sq. palčni, kar omogoča 500 GB na ploščo na 2, 5-palčnem pogonu in 1 TB na plošči na 3, 5-palčnem pogonu. (Večina trdih diskov ima več plošč, ki so napisane na obeh straneh.)

Nekaj ​​pogonov je to odneslo nekoliko dlje, in sicer do 1, 2 TB na krožniku, kar omogoča 6TB na 3, 5-palčnem pogonu s petimi ploščami; ali celo arhivskih 2TB pogonov s tremi 2, 5-palčnimi ploščami, pravi William Cain, podpredsednik tehnologije za Western Digital. Mark Re, višji podpredsednik in glavni tehnološki direktor Seagatea, pravi, da "meni, da je v trenutni tehnologiji še vedno veliko prevoženih kilometrov, " z uporabo strožjih toleranc za izboljšanje gostote.

Poleg tega se številni proizvajalci pogonov za skok v prihodnost usmerjajo k novim tehnologijam.

Magnetno snemanje v skodli (SMR)

Seagate je potisnil tehniko, imenovano Shingled Magnetic Record (SMR), v kateri se skladbe, ki jim sledijo pogonske glave, prekrivajo, podobno kot skodle na strehi. Po Re-jevih besedah ​​lahko ta tehnologija omogoči 25-odstotno povečanje zračne gostote.

SMR uporablja običajne glave za branje / pisanje, ki delujejo tako kot običajni pogon za branje podatkov. Toda za pisanje je potrebno dejansko pisanje na več skladb, zaradi česar je treba pogon razvrstiti v različne pasove.

Re pravi, da je Seagate zdaj poslal "veliko milijonov pogonov" s tehnologijo SMR, vključno z blagovnimi znamkami na drobno in skoraj poslovno pomembnimi pomnilniškimi pogoni. Začelo se je s 5TB-jevim pogonom podjetja, namenjenim skoraj shranjevanju v podjetju, zdaj pa je prešlo tudi na druge izdelke. 8TB pogon, ki ga je podjetje nedavno objavilo, ima različico, ki bo uporabljala tehnologijo SMR.

Pravi, da bi prihodnost SMR morala videti prenosnike, ki bodo predstavljeni v enem letu, in vidi, da se ta giblje od 750 GB na plošči do 1TB na krožniku in morda na koncu toliko, kot 2TB na krožniku.

Cain je izpostavil eno težavo, da mora pogon zapisovati informacije drugače, na bolj zaporeden način, za to pa je potrebno manipulirati z velikostjo podatkov, da postanejo učinkovite. Re je dejal, da se strinja, da obstajajo težave pri nekaterih delovnih obremenitvah, vendar je dejal, da v 99, 9 odstotka primerov ni opazne razlike v uspešnosti. Po navadi je dejal, da tipične količine predpomnilnika na pogonu vpliv odpravijo. Cain je ugotovil, da obstaja nekaj novih standardov - ukazi conskih blokov (ZBC) za pogon SAS in conski ukazi ATA (ZAC) za pogone SATA, ki so zasnovani za standardizacijo uporabe pogonov SMR.

Scott Wright, direktor Toshibinega tržnega izdelka za trdi disk HDD, je dejal, da Toshiba sodeluje v pododborih, ki delajo na standardizaciji ukazov za pogone SMR, in pričakuje ratificiran standard v naslednjih nekaj mesecih, in verjame, da je primeren za aplikacije z veliko zaporednega pisanja, kot je shranjevanje predmetov. Pričakuje, da bodo vsi prodajalci, ki ponujajo pogone, namenjene zgodnjim posvojiteljem, v prihodnjem letu ali tako, obširno sprejeli v drugi polovici leta 2015.

Tesnjeni pogoni

Druga možnost, ki jo začenjamo, vključuje zatesnjene pogone s helijem, ki nadomešča zrak znotraj nepredušnega pogona.

HGST je lani začel dobavljati 6TB pogon, ki omogoča več plošč v zapečatenem pogonu z eno višino. Ta uporablja tehnologijo, ki jo imenuje HelioSeal, pri kateri so plošče pogona zaprte v zaprtem pogonu, napolnjenem s helijem. Cain opozarja, da je helij, ki je lažji od zraka, zmanjšal turbulenco zraka in vlečenje med ploščami in posledično lahko znatno zmanjša potrebe po aktivni moči. Tako je, pravi Cain, idealen za okolja, ki izkoriščajo porabo energije in število vretena. (Upoštevajte, da je HGST hčerinska družba WDC, ločeno od Western Digital divizije. Cain pravi, da je Western Digital pregledal helij in magnetno snemanje, vendar še ni dobavil pogonov z nobeno tehnologijo, čeprav je dejal "obe tehnologiji imata vrednost na določenih tržnih segmentih.")

HGST je nedavno predstavil 8TB različico tega pogona z imenom Ultrastar He8 z uporabo trenutnih pogonov PMR, pa tudi Ultrastar He10, ki bo uporabljal tehnike napolnjene s helijem in tehniko skodle (SMR). Ponuja tudi bolj standardni 6TB pogon, ki uporablja pet 1, 2 TB plošč v tradicionalnem (netesnem) ohišju pogona.

Seagate se je odločil, da na tem mestu ne bo uporabljal helija, medtem ko je Re povedal, da kljub temu da ima pogone, ki uporabljajo tehnologijo, ni prepričan, da je to najbolj učinkovit način za povečanje gostote.

Podobne pripombe je imel tudi Toshibin Wright, ki pravi, da bo helij dolgoročno potreben, vendar verjame, da lahko brez njega pride do naslednjih "več generacij tehnologije". Dejal je, da ima industrija zemljevid poti na šest ali več krožnikov, Toshiba pa pričakuje, da bo to storil.

Dvodimenzionalno magnetno snemanje (TDMR)

V naslednjih nekaj letih se WD zanima za tehniko, imenovano dvodimenzionalni magnetni zapis (TDMR), v kateri imate dve odčitani glavi in ​​tako lahko na istem območju dobite več podatkov s sosednjimi biti, ki jih pregledujete in primerjate, kar Cain v primerjavi z načinom odpravljanja hrupa slušalke obravnavajo zunanji hrup. Povedal je, da to dodaja zapletenost, vendar bo morda smiselno za nekatere posebne projekte na nekaterih trgih, saj razširja klasično snemalno tehnologijo.

Magnetno snemanje s pomočjo toplote (HAMR)

Toda skoraj vsi, s katerimi sem se pogovarjal, se strinjajo, da bo naslednji velik skok gostote verjetno izhajal iz tehnike, znane kot toplotno podprto magnetno snemanje (HAMR), ki vključuje lasersko ustvarjen žarek, ki segreva majhen del magnetnega medija, ki omogoča bitov biti napisani in nato biti stabilni, ko se ohladijo. Takšni pogoni bi lahko bili veliko bolj gosto pakirani kot katera koli današnja tehnologija.

Koncept ni nov - Seagate ga je pokazal že leta 2002 -, vendar se zdi, da se bliža.

Recimo, Seagate's Re je dejal, da bi moral biti HAMR pripravljen za nekatere komercialne predstavitve v letu 2016, verjetno sprva s strateškimi partnerji, in bo verjetno postal splošnejši del industrije trdih diskov do leta 2018. Povedal je, da bi obljuba HAMR morala postaviti trdo gonilno industrijo na "naslednji S-krivulji" (za izboljšanje gostote) za naslednje desetletje. Seagate je dejal, da upa, da bo do leta 2020 imel 20TB pogon s tehnologijo HAMR.

Izvedba Seagate uporablja pretvornik blizu polja kot zapisovalno glavo z lasersko sijočo 830nm svetlobo na "površinskih plazmonih", ki se nato osredotoči na manjšo lokacijo za segrevanje materiala do 600 stopinj Kelvina, v tem trenutku pa je lahko malo prešli iz 1 na 0 ali obratno. Ko se lokacija ohladi, je bit stabilno. Re je dejal, da se celoten cikel ogrevanja in hlajenja odvija v nanosekundi.

Cain Western Digital's pravi, da HAMR ponuja potencial za povečanje gostote prostora tri- do petkrat, a bo povečal stroške. Kot je dejal, ima podjetje preizkuse z več tisoč urami živih glav v pogonih in je dejal, da je tehnologija postala izvedljiva, a je 2016 "morda nekoliko agresiven", čeprav je tudi sam menil, da bi tehnologija lahko vstopila v glavni tok do leta 2018.

Toshibin Wright je bil nekoliko bolj skeptičen in je dejal, da je prihodnost HAMR "še vedno nekoliko nejasna", in če poroča, da vsi vlagajo v "energetsko podprto" snemanje, žirija še vedno ne razmišlja, kdaj ga bodo napotili. Napovedal je, da bo minilo vsaj tri ali štiri leta.

Mediji z vzorcem

Druga tema, ki je dobila nekaj pozornosti, so mediji z vzorci, toda podjetja, s katerimi sem se pogovarjala, menijo, da je to veliko bolj oddaljeno. Re je dejal, da ta tehnologija "ni pripravljena za prvi čas" in da infrastruktura zanjo preprosto ni na voljo. Cain se je strinjal, da gre za "mnogo dolgoročnejšo" rešitev, čeprav je dejal, da ima podjetje v laboratorijih tehnike, kot so nano-odtis in samonastavitev. In Wright je dejal, da medtem, ko se "znanost počne", Toshiba še ne vidi "posebnega prestrezanja", ko bi lahko vstopil v množično proizvodnjo.

Flash pomnilnik

Nekateri ljudje zunaj trdega diska nakazujejo, da bi bliskovni pomnilnik lahko popolnoma nadomestil tehnologijo trdega diska, vendar se to zdi malo verjetno. Medtem ko flash diski pridobivajo na priljubljenosti, zlasti v prenosnikih in kot del večplastne rešitve za shranjevanje v podjetju, bliskovni bliski ostajajo veliko dražji od magnetnih medijev, zlasti za shranjevanje veliko podatkov, do katerih ni dostopen pogosto. Poleg tega skupna zmogljivost izdelanih bliskovnih čipov, čeprav narašča, ni skoraj dovolj za nadomestitev predilnih medijev.

Tudi Toshiba, ki je eden največjih proizvajalcev bliskovnega pomnilnika, se je strinjal s to perspektivo, pri čemer je Wright poudaril, da se "stroškovno perspektivno ne bo dotaknilo magnetnih medijev desetletje" in da ni dovolj NAND bliskavice, ki bi bila izdelana za prevzem celo 15 odstotkov tržnice.

Namesto tega imajo vsi izdelovalci skladiščnih sistemov sisteme, ki kombinirajo nekaj bliskavice s trdimi diski; na strani odjemalca pa prodajalci trdega diska potiskajo hibridne pogone, ki kombinirajo malo bliskavice za hitrost z magnetnimi mediji za večjo zmogljivost.

Rekel je, da Seagate ponuja prenosne diske, katerih takšne funkcije (ki jih imenujejo SSHD-ji za trde diske SSD) s namiznimi diski zdaj sledijo. Western Digital ima podobno linijo s svojo linijo WD Black ², Cain pa pravi, da hibridni pogoni ponujajo "resnično vrednost".

Izstopa edina stvar, da morda ne obstaja nobena tehnologija, ki prevzame in da bo v prihodnosti morda dovolj prostora za vse vrste shranjevalnih rešitev - od čiste bliskavice, bodisi povezane neposredno preko vodila ali pritrjene kot SSD; na običajne, skodle in HAMR - vse na trgu hkrati.

Na splošno je tehnologija trdega diska prešla iz ene tehnologije na drugo z novo tehnologijo, ki je nadomestila prejšnjo, tako kot je sedanje pravokotno magnetno snemanje (PMR) nadomestilo tradicionalno vzdolžno snemanje v zadnjem desetletju. Toda ta čas je morda drugačen, pravi Cain, z več različnimi tehnikami, ki ponujajo rešitve za različne trge zaradi velikih razlik v ceni in hitrosti. "Prihodnosti ni treba videti kot preteklost, " je dejal.

Na splošno je Cain dejal, da bi lahko imeli do leta 2020 3, 5-palčni pogoni 5 TB ali 6 TB kot standardni glavni pogoni s pogoni do 20 TB (s šestimi 3, 3 TB ploščami) za nekatere visoko specializirane aplikacije, kar bi lahko povečalo na 50 TB pogone, ko HAMR tehnologija postane popolnoma zrela. To je preprosto neverjetna količina prostora za shranjevanje.