Видео: Сумасшедший лягушка - Аксель F (Официальное видео) (Ноябрь 2024)
Технология жестких дисков часто недооценивается. Чиповая технология заслуживает большего уважения, чем создание современного мира, но производству полупроводников уделяется гораздо больше внимания, чем технологии жестких дисков. Тем не менее, жесткие диски продолжают давать нам все большую емкость в одном и том же пространстве в течение десятилетий, следуя примерно той же общей тенденции, что и закон Мура, но не так плавно - плотность жестких дисков, как правило, очень быстро растет, когда внедряется новая технология, и замедлиться, пока не появится следующая большая инновация.
Прямо сейчас мы только вступаем в переходную фазу. Текущая технология, известная как перпендикулярная магнитная запись (PMR), лежащая в основе практически всех жестких дисков, производимых сегодня, начинает выдыхаться. Новые технологии, такие как тепловая магнитная запись (HAMR), находятся в стадии разработки, но еще несколько лет назад.
В результате мы видим, что некоторые специализированные накопители достигают новых емкостей, например, новый накопитель бизнес-класса Seagate 8 ТБ и версия 10 ТБ HGST, но базовые потребительские жесткие диски не так быстры, чтобы получить гораздо большую плотность. Прошло несколько лет с тех пор, как я действительно глубоко изучил эту технологию, поэтому недавно я воспользовался этой возможностью, чтобы поговорить с производителями дисков о технологии и о том, куда она движется.
В течение последних нескольких лет в накопителях использовался процесс PMR, а сегодня распространенные накопители имеют плотность антенны 650 Гбит / кв. дюйм, что позволяет 500 ГБ на диск на 2, 5-дюймовом диске и 1 ТБ на диск на 3, 5-дюймовом диске. (Большинство жестких дисков имеют несколько пластин, которые написаны на обеих сторонах.)
Несколько накопителей пошли еще дальше, поднявшись до 1, 2 ТБ на диск, что позволило получить 6 ТБ на 3, 5-дюймовом диске с пятью пластинами; или даже архивные диски емкостью 2 ТБ, использующие три 2, 5-дюймовых диска, по словам Уильяма Кейна, вице-президента по технологиям Western Digital. А Марк Ре, старший вице-президент и главный технолог Seagate по технологиям, говорит, что, по его мнению, «в нынешней технологии еще многое предстоит сделать», используя более жесткие допуски для улучшения плотности.
Помимо этого, чтобы увеличить плотность в ближайшей перспективе, ряд производителей приводов обращаются к новым технологиям.
Магнитная запись (SMR)
Seagate внедрила технику, называемую Shingled Magnetic Recording (SMR), в которой дорожки, за которыми следуют головки дисковода, перекрываются, что-то вроде черепицы на крыше. По словам Ре, эта технология может увеличить воздушную плотность на 25 процентов.
SMR использует обычные головки для чтения / записи, которые работают как обычные диски для чтения данных. Но для записи требуется запись в несколько дорожек, а для этого необходимо сгруппировать диск в разные группы.
По словам Ре, Seagate уже поставила «миллионы накопителей» с использованием технологии SMR, включая фирменные накопители для розничной торговли и накопители для хранения данных, важные для бизнеса. Это началось с настольного накопителя на 5 ТБ, предназначенного для корпоративного хранилища, но теперь перешел и на другие продукты. У накопителя на 8 ТБ, который компания недавно объявила, есть вариант, который будет использовать технологию SMR.
Он говорит, что будущее SMR должно появиться в течение года, когда появятся накопители для ноутбуков, и он видит, что этот показатель будет изменяться с 750 ГБ на одно блюдо до 1 ТБ на одно блюдо и, возможно, в конечном итоге до 2 ТБ на одно блюдо.
Каин отметил, что одной из проблем SMR является то, что накопитель должен записывать информацию по-другому, более последовательно, и для этого требуется манипулирование размером данных, чтобы сделать его эффективным. Ре сказал, что согласен с тем, что в некоторых рабочих нагрузках есть проблемы, но сказал, что в 99, 9 процентах случаев заметных различий в производительности не было. Обычно, по его словам, типичные объемы кеша на диске исключают влияние. Каин отметил, что существуют некоторые новые стандарты - команды блокировки зоны (ZBC) для диска SAS и команды зоны ATA (ZAC) для дисков SATA, разработанные для стандартизации использования дисков SMR.
Скотт Райт, менеджер по корпоративному маркетингу жестких дисков Toshiba, сказал, что Toshiba участвует в подкомитетах, занимающихся стандартизацией команд для SMR-накопителей, и ожидает в ближайшие несколько месяцев утвержденного стандарта и считает, что он хорошо подходит для приложений с большим количеством последовательной записи., например, объект хранения. Он ожидает, что все поставщики, предлагающие накопители, предназначенные для первых пользователей, в течение следующего года или около того, с массовым внедрением во второй половине 2015 года.
Запечатанные диски
Другой вариант, который мы начинаем видеть, включает герметичные диски с гелием, заменяющие воздух внутри воздухонепроницаемого привода.
В прошлом году компания HGST начала поставки дисков объемом 6 ТБ, которые позволяют использовать большее количество жестких дисков в запечатанном диске одинарной высоты. При этом используется технология, называемая HelioSeal, в которой пластины дисковода заключены в герметичный диск, заполненный гелием. Каин отмечает, что гелий, который легче воздуха, уменьшает турбулентность воздуха и сопротивление между пластинами и, как следствие, может значительно снизить требования к активной мощности. Таким образом, говорит Каин, он идеально подходит для сред, в которых важны энергопотребление и количество установленных шпинделей. (Обратите внимание, что, хотя HGST является дочерней компанией WDC, она работает отдельно от подразделения Western Digital. Каин говорит, что хотя Western Digital изучала гелиевую и гальваническую магнитную запись, она еще не поставляла диски с любой технологией, хотя и сказал, что «Обе технологии имеют ценность в определенных сегментах рынка».)
HGST недавно анонсировала версию этого накопителя объемом 8 ТБ, называемую Ultrastar He8, с использованием современных приводов PMR, а также Ultrastar He10, в которой будут использоваться методы, заполненные гелием, а также технология shingled (SMR). Он также предлагает более стандартный накопитель на 6 ТБ, в котором используется пять пластин по 1, 2 ТБ в традиционном (не герметичном) корпусе.
В этот момент Seagate решила не использовать гелий, а Re сказал, что, хотя у него есть накопители, использующие эту технологию, он не уверен, что это наиболее эффективный способ увеличения плотности.
Райт от Toshiba высказал аналогичные комментарии, заявив, что гелий может быть необходим в долгосрочной перспективе, но он верит, что сможет достичь следующего «нескольких поколений технологий без него». Он сказал, что у отрасли есть дорожная карта, продвигающаяся к шести и более пластинам, и Toshiba рассчитывает сделать это.
Двумерная магнитная запись (TDMR)
В течение следующих нескольких лет WD интересуется техникой, называемой двумерной магнитной записью (TDMR), в которой у вас есть две считывающие головки и, таким образом, вы можете иметь больше данных в одной и той же области с анализируемыми и сравниваемыми соседними битами, которые Cain по сравнению с тем, как гарнитура с шумоподавлением справляется с окружающим шумом. Он сказал, что это добавляет сложности, но может иметь смысл для некоторых конкретных проектов на некоторых рынках, поскольку расширяет обычные технологии записи.
Тепловая магнитная запись (HAMR)
Но почти все, с кем я говорил, согласны с тем, что следующий большой скачок плотности, вероятно, будет вызван техникой, известной как магнитная запись с тепловым воздействием (HAMR), в которой лазерный луч нагревает небольшую часть магнитного носителя, позволяя битам быть написанным и затем быть стабильным, когда они остынут. Такие накопители могут быть гораздо более плотно упакованы, чем любая из современных технологий.
Концепция не нова - компания Seagate продемонстрировала ее еще в 2002 году, но, похоже, она становится все ближе.
Например, Seagate Re сказал, что HAMR должен быть готов к некоторым коммерческим представлениям в 2016 году, возможно, изначально со стратегическими партнерами, и, вероятно, станет более общей частью индустрии жестких дисков к 2018 году. Он сказал, что обещание HAMR должно поставить на подтолкнуть индустрию к следующей S-образной кривой (для улучшения плотности) в течение следующего десятилетия или около того. Seagate заявляет, что надеется, что к 2020 году накопитель на 20 ТБ будет использовать технологию HAMR.
Реализация Seagate использует преобразователь ближнего поля в качестве головки записи с лазером, излучающим 830 нм на «поверхностные плазмоны», который затем фокусируется на меньшем месте, чтобы нагреть материал до 600 градусов Кельвина, и в этот момент может быть немного переключается с 1 на 0 или наоборот. Как только место остынет, бит стабилизируется. По словам Ре, весь цикл нагревания и охлаждения происходит за наносекунду.
Каин из Western Digital говорит, что HAMR предлагает потенциал для увеличения плотности площадей в три-пять раз, но увеличит стоимость. Он сказал, что у компании есть тесты с тысячами часов работы головок в приводах, и сказал, что технология становится реальностью, но сказал, что 2016 год может быть немного агрессивным, хотя он тоже думал, что технология может войти в мейнстрим к 2018 году.
Райт из Toshiba был немного более скептичен, говоря, что будущее HAMR было «все еще неясным», и сказал, что, хотя все вкладывают деньги в «энергетическую» запись, жюри все еще не знает, когда она будет развернута. Он предсказал, что прошло как минимум три или четыре года.
Битовый медиа
Еще одна тема, которая привлекла к себе внимание, - это узкополосные СМИ, но компании, с которыми я общался, считают, что это намного дальше. Re сказал, что эта технология "не готова к прайм-тайм" и что инфраструктура для нее просто недоступна. Каин согласился, что это было «гораздо более долгосрочное» решение, хотя он сказал, что у компании действительно есть такие методы, как нано-импринтинг и самосборка в лабораториях. И Райт сказал, что пока "наука делается", Toshiba пока не видит "конкретного перехвата", когда она может войти в массовое производство.
Флэш-память
Некоторые люди за пределами индустрии жестких дисков предположили, что флэш-память может полностью заменить технологию жесткого диска, но это кажется маловероятным. В то время как флэш-накопители приобретают все большую популярность, особенно в ноутбуках и как часть многоуровневого решения для хранения данных на предприятии, флэш-накопители остаются гораздо более дорогими, чем магнитные носители, особенно для хранения большого количества данных, к которым редко обращаются. Кроме того, общая емкость производимых флэш-чипов, хотя и растет, недостаточно для замены вращающихся носителей.
Даже компания Toshiba, являющаяся одним из двух крупнейших производителей флэш-памяти, согласилась с этой точкой зрения, а Райт отметил, что «ничто не коснется магнитных носителей в течение десятилетия» с точки зрения затрат и что недостаточно флэш-памяти NAND, произведенной для того, чтобы захватить власть. даже 15 процентов рынка.
Вместо этого у всех производителей корпоративных хранилищ есть системы, которые объединяют некоторое количество флэш-памяти с жесткими дисками; а на стороне клиента производители жестких дисков продвигают гибридные диски, которые сочетают в себе немного флэш-памяти для скорости и магнитные носители для большей емкости.
Re сказал, что Seagate предлагает дисководы для ноутбуков, которым теперь следуют такие функции (которые он называет SSHD для твердотельных жестких дисков) с настольными дисками. У Western Digital аналогичная линия с WD Black 2, и Каин сказал, что гибридные приводы предлагают «реальную ценность».
Одна вещь, которая выделяется, - это то, что не может быть одной технологии, которая берет верх, и что в будущем вполне может быть место для всех видов решений для хранения данных - от чистой флэш-памяти, либо подключенной напрямую по шине, либо подключенной как SSD; на обычные, черепичные и HAMR - все на рынке одновременно.
В общем, технология жесткого диска перешла от одной технологии к другой с новой технологией, заменяющей предыдущую, так же как текущая перпендикулярная магнитная запись (PMR) заменила традиционную продольную запись в течение прошлого десятилетия. Но в этот раз может быть по-разному, говорит Каин, с множеством разных технологий, предлагающих решения для разных рынков из-за большой разницы в стоимости и скорости. «Будущее не обязательно должно быть похоже на прошлое», - сказал он.
В целом, Каин сказал, что к 2020 году мы сможем использовать 3, 5-дюймовые жесткие диски объемом 5 ТБ или 6 ТБ в качестве стандартных основных жестких дисков с жесткими дисками объемом до 20 ТБ (с шестью пластинами по 3, 3 ТБ), которые могут быть использованы в некоторых узкоспециализированных приложениях и могут увеличиться до 50 ТБ при использовании HAMR технология становится полностью зрелой. Это просто удивительный объем памяти.
