A merevlemez-gyártók szemében megnőtt a sűrűség, 20 tb-os meghajtó

A merevlemez-technológia gyakran alulértékelt csodája. A chip technológia több hitelt érdemel, mint amennyit a modern világ megteremtésekor el lehet érni, ám a félvezetők gyártása sokkal nagyobb figyelmet kap, mint a merevlemez technológia. Ugyanakkor a merevlemezek évtizedek óta továbbra is egyre több és több kapacitást biztosítanak nekünk ugyanabban a térben, körülbelül ugyanolyan általános tendenciát követve, mint a Moore-törvény, de nem annyira simán - a merevlemez-sűrűség nagyon gyorsan növekszik, amikor új technológiát vezetnek be, és lassítson, amíg a következő nagy innováció meg nem jön.

Jelenleg csak az átmeneti szakaszba lépünk. A jelenlegi technológia, amely merőleges mágneses rögzítés (PMR) néven ismert és alátámasztja szinte az összes merevlemezt, ma már elfogy a gőz. Az új technikák, például a hősegítő mágneses felvétel (HAMR) úton vannak, de még mindig néhány év elteltével.

Ennek eredményeként láthatjuk, hogy egyes speciális meghajtók új kapacitásokkal rendelkeznek - például a Seagate új 8 TB üzleti osztályú meghajtója és a HGST 10 TB verziója -, de az alapszintű felhasználói merevlemezek nem olyan gyorsak, hogy ilyen sokkal nagyobb sűrűséget érjenek el. Pár év telt el, amikor tényleg mélyen megnéztem ezt a technológiát, ezért nemrég megragadtam a lehetőséget, hogy beszéljenek a meghajtó gyártóival a technológiáról és annak irányáról.

Az elmúlt években a meghajtók a PMR-folyamatot alkalmazták, ma a mainstream meghajtók légi sűrűsége 650 Gbit / sq. hüvelyk, így 500 GB-otál egy tálra egy 2, 5 hüvelykes meghajtón, és 1 TB-tálonként egy 3, 5 hüvelykes meghajtón. (A legtöbb merevlemeznek több tálca van, amelyek mindkét oldalra vannak írva.)

Néhány meghajtó egy kicsit tovább vitte ezt, és tálnánként 1, 2TB-ig haladt, így 6TB-t öt öntálós, 3, 5 hüvelykes meghajtón; vagy akár archív 2 TB-os meghajtókat három 2, 5 hüvelykes tálcán keresztül - mondta William Cain, a Western Digital technológiai alelnöke. És Mark Re, a Seagate vezető alelnöke és technológiai vezérigazgatója azt mondja, hogy "a jelenlegi technológiában még mindig sok a megtett kilométer", szigorúbb toleranciákat alkalmazva a sűrűség javításához.

Ezen túlmenően a hajtóműgyártók a közeljövőben a sűrűség növelése érdekében új technológiák felé fordulnak.

Zsindelyes mágneses felvétel (SMR)

A Seagate kifejtette a zsindelyes mágneses rögzítés (SMR) nevű technikát, amelyben a meghajtó fejek által követett nyomvonalak átfedésben vannak, olyan, mint a tetőn lévő övsömör. Re szerint ez a technológia lehetővé teszi a légi sűrűség 25% -os növekedését.

Az SMR hagyományos olvasási / írási fejeket használ, amelyek ugyanúgy működnek, mint egy hagyományos meghajtó az adatok olvasásához. De az íráshoz ténylegesen több sávra kell írni, és ehhez a meghajtót különféle sávokba kell csoportosítani.

Re szerint a Seagate most már "több millió meghajtót" szállított az SMR technológiával, ideértve a márkás kiskereskedelmi meghajtókat és az üzleti élet szempontjából kritikus tárolómeghajtókat. Ez a vállalat 5 TB-os asztali meghajtójával kezdődött, amelynek célja a közeli vállalati tárolás, de most más termékekre is átkerült. A társaság által a közelmúltban bejelentett 8 kt-os meghajtónak van egy változata, amely SMR technológiát fog használni.

Azt állítja, hogy az SMR jövőjében az év során bevezetésre kerülnek a notebook meghajtók, és látja, hogy ez 750 GB / tál 1TB / tálra, és végül akár 2 TB / tálra költözik.

Az SMR egyik kérdése, rámutatott Cain, az, hogy a meghajtónak másképp, egymás utáni módon kell írnia az információkat, és ehhez az adatméret manipulálásához szükséges a hatékonyság. Re azt mondta, hogy egyetért azzal, hogy bizonyos munkaterheléseknél vannak problémák, de azt mondta, hogy az esetek 99, 9% -ában nem volt számottevő teljesítménybeli különbség. Általánosságban elmondta, hogy a meghajtón található gyorsítótár tipikus mennyisége kiküszöböli a hatást. Cain megjegyezte, hogy vannak néhány új szabvány - zónablokk parancsok (ZBC) az SAS meghajtóra és zóna ATA parancsok (ZAC) az SATA meghajtókra, amelyek célja az SMR meghajtók használatának szabványosítása.

Scott Wright, a Toshiba vállalati HDD termék-marketing menedzsere azt mondta, hogy a Toshiba részt vesz az SMR meghajtók parancsának szabványosításával foglalkozó albizottságokban, és a következő néhány hónapban várhatóan ratifikált szabványról rendelkezik, és úgy véli, hogy ez kiválóan alkalmazható sok sorrendű írással rendelkező alkalmazásokhoz., például az objektumok tárolása. Arra számít, hogy az összes gyártó a következő év folyamán nagyszabású bevezetéssel várja a korai alkalmazottakat célzó meghajtókat.

Zárt meghajtók

Egy másik lehetőség, amelyet látni kezdünk, magában foglalja a lezárt hajtásokat héliummal, amely helyettesíti a levegőt egy légmentes hajtómű belsejében.

Tavaly a HGST 6 TB-os meghajtót szállított, amely további tányérokat tesz lehetővé egy lezárt, egymagasságú meghajtóban. Ez egy olyan technológiát használ, amelyet HelioSeal-nak hívnak, amelyben a meghajtó tányérokat héliummal lezárt lezárt meghajtóba zárták. Cain rámutat arra, hogy a hélium, amely a levegőnél könnyebb, csökkenti a levegő turbulenciáját és a tányérok közötti húzódást, ennek eredményeként jelentősen csökkentheti az aktív teljesítményigényt. Cain szerint tehát ideális olyan környezetben, ahol megítélik az energiafelhasználást és a helyben lévő orsók számát. (Vegye figyelembe, hogy míg a HGST a WDC leányvállalata, a Western Digital divíziótól külön működtetik. Cain szerint a Western Digital a hélium és a zsindelyes mágneses felvétel áttekintésekor még nem szállította a meghajtókat egyik technológiával sem, bár azt mondta: "mindkét technológia értéke van bizonyos piaci szegmensekben.")

A HGST a közelmúltban bejelentette a meghajtó 8TB-os verzióját, az úgynevezett Ultrastar He8-t, a jelenlegi PMR meghajtókkal, valamint az Ultrastar He10-et, amely héliummal töltött technikákat, valamint zsindelyes (SMR) technikákat fog használni. Kínál egy standardabb, 6 TB-os meghajtót is, amely öt 1, 2 TB-os tányért használ a hagyományos (nem lezárt) meghajtóházban.

A Seagate úgy döntött, hogy nem használja a héliumot Re-vel, amikor azt mondta, hogy bár rendelkezik meghajtókkal, amelyek a technológiát használják, nem biztos abban, hogy ez a leghatékonyabb módszer a sűrűség növelésére.

A Toshiba Wright hasonló megjegyzéseket fűzött ahhoz, hogy hosszú távon szükség lehet a héliumra, de úgy véli, hogy eljuthat a következő "technológiai több generációhoz". Azt mondta, az iparágnak van egy ütemterve, amely hat vagy annál több tányérra halad előre, és a Toshiba ezt várja el.

Kétdimenziós mágneses felvétel (TDMR)

Az elkövetkező néhány évben a WD érdeklődik a kétdimenziós mágneses rögzítés (TDMR) elnevezésű eljárás iránt, amelyben két olvasófeje van, és így több adat lehet ugyanazon a területen a szomszédos bitekkel együtt, amelyeket megvizsgálnak és összehasonlítanak, amely Cain összehasonlítva azzal, ahogyan a zajszűrő fülhallgató a környezeti zajjal foglalkozik. Azt mondta, hogy ez még bonyolultabbá teszi, de egyes piacokon bizonyos projektek számára értelme lehet, mivel ez kiterjeszti a hagyományos felvételi technológiát.

Hősegítő mágneses felvétel (HAMR)

De szinte mindenki, akivel beszéltem, egyetért azzal, hogy a következő nagy sűrűségugrás valószínűleg egy hősegítő mágneses rögzítés (HAMR) néven ismert technikából származik, amely magában foglalja a lézer által generált sugár felfűtését a mágneses közeg kis részén, amely lehetővé teszi a bit írni kell, majd stabilnak kell lenni, amikor lehűlnek. Az ilyen meghajtók sokkal sűrűbben csomagolhatók, mint a mai technológiák.

A koncepció nem új - a Seagate 2002-ben demonstrálta -, de úgy tűnik, hogy közelebb kerül.

Például a Seagate Re szerint a HAMR-nek készen kell állnia bizonyos kereskedelmi bevezetésekre 2016-ban, valószínűleg kezdetben stratégiai partnerekkel, és valószínűleg 2018-ig a merevlemez-ipar általánosabb részévé válik. Azt mondta, hogy a HAMR ígéretének meg kell tennie a nehézségeket. hajtja az iparágat a "következő S-görbén" (a sűrűség javítása érdekében) a következő évtizedre. A Seagate azt mondta, hogy reméli, hogy 2020-ig 20TB-os hajtás lesz a HAMR technológiát használva.

A Seagate megvalósítása írófejként közeli terepi átalakítót használ, 830 nm-es lézerrel világító lézerrel a "felületi plazmonokon", amelyet ezután egy kisebb helyre összpontosítanak, hogy az anyagot 600 Kelvin-fokig melegítsék, ahol egy kicsit lehet 1-ről 0-ra vált, vagy fordítva. Miután a hely lehűlt, a bit stabil. A teljes fűtési és hűtési ciklus nanoszekundumban zajlik - mondta Re.

A Western Digital Cain szerint a HAMR lehetőséget kínál a terület sűrűségének háromszor-ötszörösére történő növelésére, ám ez költségeket eredményez. Azt mondta, hogy a társaság teszteket végez több ezer órányi élő fejjel a meghajtókban, és azt mondta, hogy a technológia megvalósíthatóvá válik, de azt mondta, hogy 2016 "kissé agresszív lehet", bár ő is azt gondolta, hogy a technológia 2018-ra bekerülhet a mainstreambe.

A Toshiba Wright kissé szkeptikus volt, mondván, hogy a HAMR jövője "még mindig kissé homályos", és azt állította, hogy bár mindenki befektet az "energiasegített" felvételbe, a zsűri még mindig ki van téve, hogy mikor alkalmazzák. Azt jósolta, hogy legalább három vagy négy év elteltével.

Bitmintás adathordozó

Egy másik téma, amelyre némi figyelmet fordítottak, a kicsit mintás média, de a cégek, amelyekkel beszéltem, úgy gondolják, hogy ez sokkal távolabbi. Re szerint ez a technológia "még nem áll készen az elsődleges életre", és hogy ehhez az infrastruktúrához egyszerűen nem áll rendelkezésre. Cain egyetértett abban, hogy ez egy "sokkal hosszabb távú" megoldás, bár azt állította, hogy a vállalatnak olyan technikái vannak, mint például a nanorögzítés és az öngyűjtés a laboratóriumokban. És Wright elmondta, hogy amíg a "tudomány folyamatban van", a Toshiba még nem lát egy "speciális elhallgatást", amikor beléphet a tömegtermelésbe.

Flashmemória

Néhány ember a merevlemez-ipari ágazaton kívül azt javasolta, hogy a flash memória teljesen helyettesítse a merevlemez-technológiát, de ez valószínűtlennek tűnik. Miközben a flash meghajtók egyre népszerűbbek, különösen a notebookokban és a vállalati többszintű tárolási megoldás részeként, a flash sokkal drágább, mint a mágneses adathordozók, különösen sok olyan adat tárolásakor, amelyhez gyakran nem férnek hozzá. Ezen túlmenően a gyártott flash chips teljes kapacitása, bár növekszik, nem elegendő a forgó közegek pótlására.

Még a Toshiba, amely a két legnagyobb flash memóriagyártó egyike, egyetértett ezzel a szemlélettel, Wright-tal megjegyezve, hogy "a mágneses adathordozókat évtizedekig semmi nem fogja megérinteni", és a költségek szempontjából nincs elegendő NAND vaku gyártva ahhoz, hogy átvegye akár a piac 15% -a.

Ehelyett az összes vállalati tároló készítője rendelkezik olyan rendszerekkel, amelyek bizonyos mennyiségű flash-et kombinálnak a merevlemezekkel; és az ügyfél oldalán a merevlemez-gyártók hibrid meghajtókat tolnak fel, amelyek egy kis vakuval kombinálják a sebességet és a mágneses adathordozókat a nagyobb kapacitás érdekében.

Azt mondta, hogy a Seagate olyan notebookmeghajtókat kínál, amelyeket ezek a funkciók (amelyeket SSHD-knek hívnak szilárdtest merevlemezek számára) az asztali meghajtókkal, amelyeket most követnek. A Western Digital hasonló vonallal rendelkezik a WD Black ² vonalával, Cain szerint a hibrid meghajtók "valódi értéket" kínálnak.

Kiemelkedik az a tény, hogy lehet, hogy nincs egy olyan technológia, amely átveszi a jövőt, és hogy a jövőben mindenféle tárolási megoldás számára lehet hely - a tiszta vakuból, akár közvetlenül egy buszon keresztül csatlakoztatva, akár SSD-ként csatlakoztatva; a hagyományos, zsindelyes és a HAMR-hez - egyidejűleg a piacon.

Általánosságban elmondható, hogy a merevlemez-technológia az egyik technológiáról a másikra vált az új technológiával, amely az előzőt helyettesíti, ugyanúgy, ahogy a jelenlegi merőleges mágneses felvétel (PMR) felváltotta a hagyományos hosszanti felvételt az elmúlt évtizedben. De ez az idő eltérő lehet, mondja Cain, számos különböző technikával, amelyek megoldásokat kínálnak a különböző piacok számára, a költségek és a sebesség nagy különbségei miatt. "A jövőnek nem feltétlenül olyannak kell lennie, mint a múltnak" - mondta.

Cain általánosságban elmondta, hogy 2020-ra 5TB vagy 6TB 3, 5 hüvelykes meghajtók lehetnek szabványos mainstream meghajtók akár 20TB meghajtókkal (hat 3, 3TB tálcával), amelyek néhány rendkívül speciális alkalmazás számára lehetséges, és amelyek 50 HB-os meghajtókké növekedhetnek, ha a HAMR a technológia teljesen éretté válik. Ez egyszerűen elképesztő mennyiségű tárhely.