Cietā diska veidotāji palielina blīvumu, 20 kt disku

Cietā diska tehnoloģija bieži vien ir nepietiekami novērtēts brīnums. Mikroshēmu tehnoloģija ir pelnījusi vairāk kredīta nekā iegūst mūsdienu pasaules radīšanai, bet pusvadītāju ražošanai tiek pievērsta daudz lielāka uzmanība nekā cietā diska tehnoloģijai. Tomēr cietie diski gadu desmitiem turpināja dot mums arvien lielāku jaudu tajā pašā telpā, ievērojot apmēram tādu pašu vispārējo tendenci kā Mūra likums, bet ne tik gludi - cietā diska blīvumam ir tendence ļoti ātri augt, ieviešot jaunu tehnoloģiju, un palēniniet, līdz nāk nākamais lielais jaunievedums.

Pašlaik mēs tikai ieejam pārejas posmā. Mūsdienu tehnoloģijai, kas pazīstama kā perpendikulārā magnētiskā ierakstīšana (PMR), kas ir pamatā praktiski visiem šodien ražotajiem cietajiem diskiem, sāk trūkt tvaika. Jaunas metodes, piemēram, magnētiskā reģistrēšana ar karstuma palīdzību (HAMR), ir izstrādātas, taču daži gadi joprojām ir izslēgti.

Tā rezultātā mēs redzam, ka daži specializētie diskdziņi sasniedz jaunas iespējas - piemēram, Seagate jaunais 8TB biznesa klases disks un HGST 10TB versija -, taču pamata cietie diski nav tik ātri, lai iegūtu tik lielu blīvumu. Ir pagājuši pāris gadi, kopš es patiešām ieskatījos šajā tehnoloģijā, tāpēc nesen izmantoju izdevību sarunāties ar piedziņu ražotājiem par tehnoloģiju un to, kurp tā virzās.

Pēdējos vairākus gadus diskdziņi ir izmantojuši PMR procesu, un šodien galvenajiem diskdziņiem ir gaisa blīvums 650 Gbit / kv. collu, ļaujot 500 GB uz šķīvi 2, 5 collu diskdzinī un 1 TB uz šķīvi 3, 5 collu diskdzinī. (Lielākajai daļai cieto disku ir vairākas šķīvji, kas ir rakstīti abās pusēs.)

Daži diski to ir pavirzījuši mazliet tālāk, pārvietojoties līdz 1, 2TB uz šķīvja, ļaujot 6TB uz piecu šķīvju, 3, 5 collu piedziņas; vai pat arhivējot 2 TB diskus, izmantojot trīs 2, 5 collu šķīvjus, sacīja Viljams Kains, Western Digital tehnoloģiju viceprezidents. Un Marks Re, Seagate vecākais viceprezidents un galvenais tehnoloģiju direktors, saka, ka viņš uzskata, ka "pašreizējā tehnoloģijā joprojām ir daudz nobraukuma", izmantojot blīvuma uzlabošanai stingrākas pielaides.

Papildus tam, lai tuvākajā laikā palielinātu blīvumu, vairāki piedziņu ražotāji pievēršas jaunām tehnoloģijām.

Jostas rozes magnētiskā reģistrēšana (SMR)

Seagate ir izvirzījis paņēmienu, ko sauc par šindeļu magnētisko ierakstīšanu (SMR), kurā sliedes, kurām seko piedziņas galviņas, pārklājas, līdzīgi kā jostas roze uz jumta. Pēc Re teiktā, šī tehnoloģija ļauj palielināt gaisa blīvumu par 25 procentiem.

SMR izmanto parastās lasīšanas / rakstīšanas galviņas, kuras darbojas tāpat kā parastais datu lasīšanas disks. Bet, lai rakstītu, tas faktiski prasa rakstīt vairākos ierakstos, un tas prasa, lai disks būtu grupēts dažādās joslās.

Re saka, ka Seagate tagad ir piegādājis "daudzus miljonus disku", izmantojot SMR tehnoloģiju, ieskaitot firmas mazumtirdzniecības diskus un gandrīz visas biznesa kritiskās uzglabāšanas diskus. Tas sākās ar uzņēmuma 5TB galddatoru, kura mērķis bija tieša uzņēmuma glabāšana, bet tagad ir pārcēlies arī uz citiem produktiem. 8 TB diskam, par kuru uzņēmums nesen paziņoja, ir variants, kurā tiks izmantota SMR tehnoloģija.

Viņš saka, ka SMR nākotnei vajadzētu redzēt piezīmjdatoru diskdziņus, kas ieviesti gada laikā, un viņš redz, ka tas pārvietojas no 750 GB uz šķīvi uz 1 TB uz šķīvi un varbūt pat līdz 2 TB uz šķīvi.

Kains norādīja uz vienu problēmu ar SMR, ka diskdzinim ir jāraksta informācija savādāk, secīgāk un tas ir jādara, lai manipulētu ar datu lielumu, lai tā būtu efektīva. Re sacīja, ka piekrīt, ka dažās darba slodzēs ir problēmas, taču sacīja, ka 99, 9 procentos gadījumu nav ievērojamas veiktspējas atšķirības. Parasti, pēc viņa teiktā, tipiski kešatmiņas apjomi diskdzinī novērš triecienu. Kains atzīmēja, ka ir daži jauni standarti - zonu bloku komandas (ZBC) SAS piedziņai un zonas ATA komandas (ZAC) SATA diskdziņiem, kas paredzēti, lai standartizētu SMR diskdziņu izmantošanu.

Skots Raits, Toshiba uzņēmuma HDD produktu mārketinga vadītājs, sacīja, ka Toshiba piedalās apakškomitejās, kas strādā pie SMR diskdziņu komandu standartizācijas, un tuvākajos mēnešos gaidīja ratificētu standartu, un uzskata, ka tas ir labi piemērots lietojumprogrammām ar daudzām secīgām rakstīšanas iespējām., piemēram, objektu glabāšana. Viņš sagaida, ka nākamā vai aptuveni nākamā gada laikā visi pārdevēji piedāvās diskus, kas paredzēti agrīnajiem lietotājiem, un plaša mēroga ieviešana notiks 2015. gada otrajā pusē.

Aizzīmogoti diski

Vēl viena iespēja, ko mēs sākam redzēt, ietver noslēgtus diskus ar hēliju, kas aizvieto gaisu hermētiskā piedziņas iekšpusē.

Pagājušajā gadā HGST sāka piegādāt 6 TB disku, kas nodrošina vairāk šķīvju noslēgtā, viena augstuma piedziņā. Tas izmanto tehnoloģiju, ko sauc par HelioSeal, kurā piedziņas šķīvji ir ievietoti noslēgtā piedziņā, kas piepildīta ar hēliju. Kains norāda, ka hēlijs, kas ir vieglāks par gaisu, samazina gaisa turbulenci un vilkmi starp šķīvjiem un rezultātā var ievērojami samazināt aktīvās jaudas prasības. Tādējādi, pēc Kaina teiktā, tas ir ideāli piemērots vidēm, kurās tiek piešķirta enerģijas patēriņa un uzstādīto vārpstu skaits. (Ņemiet vērā, ka, lai gan HGST ir WDC meitasuzņēmums, tas tiek pārvaldīts atsevišķi no Western Digital nodaļas. Kains saka, ka, lai gan Western Digital ir apskatījis hēlija un jostas rozes magnētisko ierakstīšanu, tas vēl nav piegādājis diskus ar kādu no tehnoloģijām, lai gan viņš teica "abām tehnoloģijām ir vērtība noteiktos tirgus segmentos.")

HGST nesen paziņoja par 8TB šī diska versiju, ko sauc par Ultrastar He8, izmantojot pašreizējos PMR diskus, kā arī Ultrastar He10, kurā tiks izmantotas ar hēliju pildītas tehnikas, kā arī šindeļu (SMR) tehnikas. Tas piedāvā arī standarta 6TB piedziņu, kurai tradicionālajā (neaizzīmogotajā) piedziņas korpusā tiek izmantotas piecas 1.2TB šķīvji.

Seagate ir izvēlējusies nelietot hēliju šajā brīdī ar Re sakot, ka, lai gan tam ir diski, kas izmanto tehnoloģiju, tā nav pārliecināta, ka tas ir visefektīvākais veids, kā palielināt blīvumu.

Toshiba Wright bija līdzīgi komentāri, sakot, ka hēlijs var būt vajadzīgs ilgtermiņā, bet ka tas uzskata, ka bez tā var nokļūt nākamajās "vairāku tehnoloģiju paaudzēs". Viņš sacīja, ka nozarei ir ceļvedis, kas sasniedz sešus vai vairāk šķīvjus, un Toshiba cer to darīt.

Divdimensiju magnētiskā ierakstīšana (TDMR)

Nākamo pāris gadu laikā WD ir ieinteresēts tehnikā, ko sauc par divdimensiju magnētisko ierakstīšanu (TDMR), kurā jums ir divas lasīšanas galviņas un tādējādi jums var būt vairāk datu tajā pašā apgabalā ar blakus esošajiem bitiem, kas tiek pārbaudīti un salīdzināti, kuru Kains salīdzinot ar veidu, kā troksni slāpējošās austiņas ietekmē apkārtējo troksni. Viņš sacīja, ka tas ir palielinājis sarežģītību, taču dažos tirgos varētu būt jēga dažiem specifiskiem projektiem, jo ​​tas paplašina parasto ierakstu tehnoloģiju.

Karstā magnētiskā reģistrēšana (HAMR)

Bet gandrīz visi, ar kuriem es runāju, piekrīt, ka nākamais lielais blīvuma lēciens, visticamāk, nāk no tehnikas, kas pazīstama kā siltuma palīgmagnētiskā reģistrēšana (HAMR), kas ietver lāzera ģenerētu staru uzsildīšanu nelielu magnētiskās vides daļu, ļaujot bitiem jāraksta un pēc tam jābūt stabilam, kad tie atdziest. Šādi diskdziņi varētu būt daudz blīvāk iesaiņoti nekā jebkura mūsdienu tehnoloģija.

Koncepcija nav jauna - Seagate to demonstrēja jau 2002. gadā, taču šķiet, ka tā kļūst arvien tuvāk.

Piemēram, Seagate pārstāvis sacīja, ka HAMR vajadzētu būt gatavam dažām komerciālām ieviešanām 2016. gadā, iespējams, sākotnēji kopā ar stratēģiskajiem partneriem, un, iespējams, līdz 2018. gadam tas kļūs par vispārīgāku cieto disku nozares daļu. Viņš sacīja, ka HAMR solījumiem vajadzētu likt grūti virziet nozari uz "nākamo S-līkni" (blīvuma uzlabošanai) nākamajai desmitgadei. Seagate ir teicis, ka cer līdz 20TB piedziņai izmantot HAMR tehnoloģiju.

Seagate īstenošanā kā rakstīšanas galviņu tuvplāna pārveidotāju izmanto ar lāzeru, kas spīd 830 nm gaismā uz "virsmas plazmoniem", kas pēc tam tiek fokusēts uz mazāku vietu, lai sildītu materiālu līdz 600 grādiem pēc Kelvina, un šajā brīdī mazliet var būt pārslēgts no 1 uz 0 vai otrādi. Tiklīdz atrašanās vieta atdziest, bits ir stabils. Viss sildīšanas un dzesēšanas cikls notiek nanosekundē, sacīja Re.

Western Digital's Cain saka, ka HAMR piedāvā potenciālu palielināt teritorijas blīvumu trīs līdz piecas reizes, bet tas radīs papildu izmaksas. Viņš sacīja, ka uzņēmumam ir testi ar tūkstošiem stundu dzīvu galvu piedziņās un sacīja, ka tehnoloģija kļūst pieņemama, taču sacīja, ka 2016. gads "var būt nedaudz agresīvs", lai arī viņš arī domāja, ka tehnoloģija varētu ienākt vispārējā tirgū līdz 2018. gadam.

Toshiba Wright bija nedaudz skeptiskāks, sakot, ka HAMR nākotne ir "joprojām nedaudz neskaidra", un sakot, ka, kaut arī visi iegulda līdzekļus "enerģijas atbalstītā" ierakstīšanā, žūrija joprojām nav atbildīga par to, kad tā tiks izmantota. Viņš paredzēja, ka tas ir noticis vismaz trīs vai četrus gadus.

Bitu rakstura multivide

Vēl viena tēma, kurai pievērsta uzmanība, ir plašsaziņas līdzekļi, taču visi uzņēmumi, ar kuriem es runāju, uzskata, ka tas ir daudz tālāk. Re teica, ka šī tehnoloģija "nav gatava sākotnējam darbības laikam" un ka tās infrastruktūra vienkārši nav pieejama. Kains piekrita, ka tas ir "daudz ilgāka termiņa" risinājums, lai gan viņš sacīja, ka uzņēmumam laboratorijās ir tādas metodes kā nanoizdruka un sevis montāža. Un Wright teica, ka, kamēr tiek veikta "zinātne", Toshiba vēl neredz "īpašu pārtveršanu", kad tā varētu ienākt masveida ražošanā.

Zibatmiņa

Daži cilvēki ārpus cietā diska industrijas ir ierosinājuši, ka zibatmiņa varētu pilnībā aizstāt cietā diska tehnoloģiju, taču tas šķiet maz ticams. Kaut arī zibatmiņas diski kļūst arvien populārāki, it īpaši piezīmjdatoros un kā daudzpakāpju glabāšanas risinājuma sastāvdaļa uzņēmumā, zibatmiņa joprojām ir daudz dārgāka nekā magnētiskie datu nesēji, it īpaši, lai glabātu daudz datu, kuriem netiek bieži piekļūt. Turklāt saražoto zibatmiņu kopējā jauda, ​​kaut arī pieaug, nav gandrīz pietiekama, lai aizstātu vērpšanas vidi.

Pat Toshiba, kas ir viens no diviem lielākajiem zibatmiņas ražotājiem, piekrita šai perspektīvai, Wright atzīmējot, ka no izmaksu viedokļa "magnētiskos datu nesējus nekas neskars desmit gadu laikā" un ka nav pietiekami daudz NAND zibatmiņu, kas ražoti, lai pārņemtu pat 15 procenti no tirgus.

Tā vietā visiem uzņēmumu krātuves veidotājiem ir sistēmas, kas zināmu daudzumu zibatmiņu apvieno ar cietajiem diskiem; un no klienta puses cieto disku pārdevēji virza hibrīda diskus, kas apvieno nelielu zibspuldzi ātrumam un magnētisko datu nesēju, lai palielinātu jaudu.

Atbilstoši Seagate piedāvājam piezīmjdatoru diskus, kurus šādas funkcijas (kuras tā sauc par SSHD cietvielu diskiem) ar galddatoru diskdziņiem, kuri tagad seko. Western Digital ir līdzīga līnija ar savu WD Black ² līniju, ar Kaina teikto, ka hibrīddziņi piedāvā "reālu vērtību".

Izceļas tikai tas, ka, iespējams, nav vienas tehnoloģijas, kas pārņem, un ka nākotnē var būt vietas visa veida glabāšanas risinājumiem - sākot no tīras zibspuldzes, vai nu tieši savienotai ar kopni, vai piestiprinātai kā SSD; uz parasto, jostas rozi un HAMR - visi vienlaikus tirgū.

Kopumā cietā diska tehnoloģija ir pārvietojusies no vienas tehnoloģijas uz otru ar jauno tehnoloģiju, kas aizstāj iepriekšējo, tāpat kā pašreizējā perpendikulārā magnētiskā reģistrācija (PMR) aizstāja tradicionālo garenvirziena ierakstīšanu pēdējās desmitgades laikā. Bet Kains saka, ka šis laiks var atšķirties, izmantojot vairākas dažādas tehnikas, kas piedāvā risinājumus dažādiem tirgiem, jo ​​ir lielas atšķirības izmaksās un ātrumā. "Nākotnei nav nepieciešams izskatīties kā pagātnei, " viņš teica.

Kopumā Kains sacīja, ka līdz 2020. gadam mums varētu būt 5TB vai 6TB 3, 5 collu diskdziņi kā standarta vispārējie diskdziņi ar līdz 20TB diskdziņiem (ar sešiem 3, 3TB šķīvjiem), kas ir iespējami dažām augsti specializētām lietojumprogrammām, un kas varētu pieaugt līdz 50TB diskdziņiem, kad HAMR tehnoloģija kļūst pilnībā nobriedusi. Tas ir vienkārši pārsteidzošs krātuves apjoms.