Pembuat hard drive meningkatkan kepadatan mata, drive 20tb

Teknologi hard drive seringkali merupakan keajaiban yang kurang dihargai. Teknologi chip layak mendapatkan kredit lebih dari yang didapatnya untuk menciptakan dunia modern, tetapi manufaktur semikonduktor mendapat lebih banyak perhatian daripada teknologi hard drive. Namun hard drive terus memberi kita kapasitas yang semakin banyak dalam ruang yang sama selama beberapa dekade, mengikuti tren umum yang sama dengan Hukum Moore, tetapi tidak semulus-kerapatan hard drive cenderung tumbuh sangat cepat ketika teknologi baru diperkenalkan, dan memperlambat sampai inovasi besar berikutnya datang.

Saat ini, kami baru saja memasuki fase transisi. Teknologi saat ini, yang dikenal sebagai perekaman magnetik tegak lurus (PMR) yang menopang hampir semua hard drive yang dibuat hari ini, mulai kehabisan tenaga. Teknik-teknik baru seperti rekaman magnetik berbantuan panas (HAMR) sedang dalam perjalanan tetapi masih beberapa tahun lagi.

Sebagai hasilnya, kami melihat beberapa drive khusus mencapai kapasitas baru - misalnya, drive kelas bisnis 8TB baru Seagate, dan versi 10TB HGST - tetapi hard drive konsumen dasar tidak secepat mendapatkan kepadatan yang jauh lebih banyak. Sudah beberapa tahun sejak saya benar-benar melihat jauh ke dalam teknologi ini, jadi saya mengambil kesempatan baru-baru ini untuk berbicara dengan pembuat drive tentang teknologi dan ke mana arahnya.

Selama beberapa tahun terakhir, drive telah menggunakan proses PMR, dan saat ini drive utama memiliki kepadatan udara 650 Gbit / sq. inci, memungkinkan 500GB per platter pada drive 2, 5 inci dan 1TB per platter pada drive 3, 5 inci. (Kebanyakan hard drive memiliki banyak piring, yang ditulis di kedua sisi.)

Beberapa drive telah mengambil ini sedikit lebih jauh, bergerak ke 1.2TB per platter, memungkinkan untuk 6TB pada drive lima-platter, 3, 5 inci; atau bahkan mengarsipkan drive 2TB menggunakan tiga piringan 2, 5 inci, menurut William Cain, wakil presiden teknologi untuk Western Digital. Dan Mark Re, wakil presiden senior dan Chief Technology Officer Seagate, mengatakan dia yakin "masih ada jarak tempuh dalam teknologi saat ini, " menggunakan toleransi yang lebih ketat untuk meningkatkan kepadatan.

Selain itu, untuk mendorong kepadatan dalam waktu dekat, sejumlah pembuat drive beralih ke teknologi baru.

Shingled Magnetic Recording (SMR)

Seagate telah mendorong teknik yang disebut Shingled Magnetic Recording (SMR) di mana trek yang mengikuti kepala drive tumpang tindih, semacam sirap di atap. Menurut Re, teknologi ini memungkinkan peningkatan 25 persen dalam kepadatan udara.

SMR menggunakan kepala baca / tulis konvensional, yang berfungsi seperti drive konvensional untuk membaca data. Tetapi untuk menulis, sebenarnya perlu menulis ke beberapa trek, dan ini membutuhkan drive untuk dikelompokkan ke dalam band yang berbeda.

Re mengatakan Seagate sekarang telah mengirimkan "jutaan drive" menggunakan teknologi SMR, termasuk drive ritel bermerek dan drive penyimpanan kritis bisnis dekat. Ini dimulai dengan drive desktop 5TB perusahaan yang ditujukan untuk penyimpanan perusahaan near-line, tetapi kini telah pindah ke produk lain juga. Drive 8TB yang baru-baru ini diumumkan perusahaan memiliki varian yang akan menggunakan teknologi SMR.

Dia mengatakan masa depan SMR akan melihat drive notebook diperkenalkan pada tahun ini, dan dia melihat ini bergerak dari 750GB per piring ke 1TB per piring dan mungkin akhirnya sebanyak 2TB per piring.

Salah satu masalah dengan SMR, Cain menunjukkan, adalah bahwa drive harus menulis informasi secara berbeda, dengan cara yang lebih berurutan, dan untuk melakukan itu memerlukan memanipulasi ukuran data untuk membuatnya efisien. Re mengatakan dia setuju bahwa ada masalah dalam beberapa beban kerja, tetapi mengatakan bahwa dalam 99, 9 persen kasus tidak ada perbedaan kinerja yang mencolok. Secara umum, katanya, jumlah khas cache pada drive menghilangkan dampak. Cain mencatat bahwa ada beberapa standar baru - perintah blok zona (ZBC) untuk drive SAS dan perintah ATA zona (ZAC) untuk drive SATA yang dirancang untuk menstandarisasi penggunaan drive SMR.

Scott Wright, manajer pemasaran produk HDD perusahaan Toshiba, mengatakan Toshiba berpartisipasi dalam subkomite yang bekerja pada standardisasi perintah untuk drive SMR dan mengharapkan standar yang disahkan dalam beberapa bulan ke depan dan percaya itu cocok untuk aplikasi dengan banyak penulisan berurutan, seperti penyimpanan objek. Dia berharap untuk melihat semua vendor menawarkan drive yang ditujukan untuk pengadopsi awal selama sekitar satu tahun ke depan, dengan adopsi skala besar di paruh kedua 2015.

Drive Tertutup

Pilihan lain yang mulai kami lihat adalah drive tersegel dengan helium yang menggantikan udara di dalam drive yang kedap udara.

Tahun lalu, HGST mulai mengirimkan drive 6TB yang memungkinkan lebih banyak piring dalam drive single-height yang disegel. Ini menggunakan teknologi yang disebutnya HelioSeal, di mana piring-piring drive terlampir dalam drive tertutup yang diisi dengan helium. Kain menunjukkan bahwa helium, yang lebih ringan dari udara, mengurangi turbulensi udara dan hambatan antara piring-piring dan, sebagai hasilnya, dapat mengurangi kebutuhan daya aktif secara signifikan. Dengan demikian, kata Kain, sangat ideal untuk lingkungan yang menghargai penggunaan daya dan jumlah spindle di tempatnya. (Perhatikan bahwa sementara HGST adalah anak perusahaan WDC, itu dijalankan secara terpisah dari divisi Western Digital. Cain mengatakan bahwa sementara Western Digital telah melihat helium dan shingled magnetic recording, HGST belum mengirimkan drive dengan teknologi mana pun, meskipun ia mengatakan "kedua teknologi memiliki nilai di segmen pasar tertentu.")

HGST baru-baru ini mengumumkan versi 8TB drive ini yang disebut Ultrastar He8 menggunakan drive PMR saat ini, serta Ultrastar He10, yang akan menggunakan teknik yang diisi helium serta teknik shingled (SMR). Ia juga menawarkan drive 6TB yang lebih standar, yang menggunakan lima piringan 1.2TB dalam penutup drive tradisional (tidak disegel).

Seagate memilih untuk tidak menggunakan helium pada saat ini dengan Re mengatakan bahwa meskipun ia memiliki drive yang menggunakan teknologi, ia tidak yakin itu adalah cara paling efektif untuk meningkatkan kepadatan.

Toshiba Wright memiliki komentar serupa, mengatakan helium mungkin diperlukan dalam jangka panjang tetapi mereka yakin itu bisa mencapai "beberapa generasi teknologi tanpanya." Dia mengatakan industri memiliki peta jalan maju ke enam piring atau lebih, dan Toshiba berharap untuk melakukan itu.

Rekaman Magnetik Dua Dimensi (TDMR)

Selama beberapa tahun ke depan, WD tertarik pada teknik yang disebut perekaman magnetik dua dimensi (TDMR), di mana Anda memiliki dua kepala baca dan dengan demikian dapat memiliki lebih banyak data di area yang sama dengan bit yang berdekatan sedang diperiksa dan dibandingkan, yang dibandingkan dengan cara headset peredam bising menangani kebisingan sekitar. Dia mengatakan ini memang menambah kompleksitas tetapi mungkin masuk akal untuk beberapa proyek tertentu di beberapa pasar, karena memperluas teknologi perekaman konvensional.

Rekaman Magnetik dengan Bantuan Panas (HAMR)

Tetapi hampir semua orang yang saya ajak bicara setuju bahwa lompatan besar berikutnya dalam kepadatan kemungkinan berasal dari teknik yang dikenal sebagai rekaman magnetik berbantuan panas (HAMR), yang melibatkan sinar yang dihasilkan laser yang memanaskan sebagian kecil dari media magnetik yang memungkinkan bit untuk ditulis dan kemudian menjadi stabil ketika mereka mendingin. Drive seperti itu bisa jauh lebih padat daripada teknologi apa pun saat ini.

Konsep ini bukan hal baru - Seagate menunjukkannya kembali pada tahun 2002 - tetapi tampaknya semakin dekat.

Sebagai contoh, Seagate's Re mengatakan HAMR harus siap untuk beberapa pengenalan komersial pada tahun 2016, mungkin awalnya dengan mitra strategis, dan kemungkinan akan menjadi bagian yang lebih umum dari industri hard drive pada tahun 2018. Dia mengatakan janji HAMR harus menempatkan menggerakkan industri pada "kurva S berikutnya" (untuk peningkatan kepadatan) untuk dekade berikutnya. Seagate mengatakan pihaknya berharap memiliki drive 20TB menggunakan teknologi HAMR pada tahun 2020.

Implementasi Seagate menggunakan transduser dekat-lapangan sebagai kepala tulis dengan sinar laser 830nm yang menyinari "plasmon permukaan, " yang kemudian difokuskan pada lokasi yang lebih kecil untuk memanaskan material hingga 600 derajat Kelvin, pada titik mana sedikit bisa menjadi beralih dari 1 ke 0 atau sebaliknya. Setelah lokasi menjadi dingin, bit sudah stabil. Seluruh siklus pemanasan dan pendinginan berlangsung dalam nanodetik, kata Re.

Kain Western Digital mengatakan bahwa HAMR menawarkan potensi untuk meningkatkan kepadatan areal tiga hingga lima kali tetapi akan menambah biaya. Dia mengatakan perusahaan memiliki tes dengan ribuan jam live head di drive dan mengatakan teknologi ini semakin layak, tetapi mengatakan 2016 "mungkin sedikit agresif, " meskipun dia juga berpikir teknologi itu bisa masuk ke arus utama pada 2018.

Toshiba Wright sedikit lebih skeptis, mengatakan masa depan HAMR "masih agak tidak jelas, " dan mengatakan bahwa sementara semua orang berinvestasi dalam rekaman "bantuan energi", juri masih belum tahu kapan akan dikerahkan. Dia memperkirakan setidaknya tiga atau empat tahun lagi.

Media berpola bit

Topik lain yang mendapat perhatian adalah media yang sedikit-berpola, tetapi perusahaan yang saya ajak bicara semua percaya ini lebih jauh. Re mengatakan teknologi ini "belum siap untuk masa primetime" dan infrastruktur untuk itu tidak tersedia. Kain setuju bahwa itu adalah solusi "jangka panjang", meskipun ia mengatakan perusahaan itu memang memiliki teknik seperti pencetakan nano dan perakitan mandiri di laboratorium. Dan Wright mengatakan bahwa ketika "sains sedang dilakukan, " Toshiba belum melihat "penyadapan khusus" ketika itu dapat memasuki produksi massal.

Memori Flash

Beberapa orang di luar industri hard drive telah menyarankan bahwa memori flash dapat menggantikan teknologi hard drive sama sekali, tetapi tampaknya tidak mungkin. Sementara flash drive semakin populer, terutama di notebook dan sebagai bagian dari solusi penyimpanan berjenjang di perusahaan, flash tetap jauh lebih mahal daripada media magnetik, terutama untuk menyimpan banyak data yang tidak sering diakses. Selain itu, kapasitas total chip flash yang diproduksi, meskipun terus bertambah, hampir tidak cukup untuk menggantikan media pemintalan.

Bahkan Toshiba, yang merupakan salah satu dari dua produsen memori flash terbesar, setuju dengan perspektif itu, dengan Wright mencatat bahwa "tidak ada yang akan menyentuh media magnetik selama satu dekade" dari perspektif biaya dan bahwa tidak ada cukup flash NAND yang diproduksi untuk mengambil alih bahkan 15 persen pasar.

Sebaliknya, semua pembuat penyimpanan perusahaan memiliki sistem yang menggabungkan sejumlah flash dengan hard drive; dan di sisi klien, vendor hard drive mendorong drive hybrid yang menggabungkan sedikit flash untuk kecepatan dengan media magnetik untuk kapasitas yang lebih besar.

Re mengatakan, Seagate telah menawarkan drive notebook yang fitur-fiturnya seperti itu (yang ia sebut SSHDs untuk hard drive solid state) dengan drive desktop yang sekarang mengikuti. Western Digital memiliki garis yang mirip dengan garis WD Black ², dengan Kain mengatakan drive hibrida menawarkan "nilai nyata."

Satu hal yang menonjol adalah bahwa mungkin tidak ada satu teknologi yang mengambil alih dan bahwa masa depan mungkin memiliki ruang untuk semua jenis solusi penyimpanan - dari flash murni, baik yang terhubung langsung melalui bus atau terpasang sebagai SSD; hingga konvensional, sirap, dan HAMR - semuanya ada di pasar pada saat yang sama.

Secara umum, teknologi hard drive telah berpindah dari satu teknologi ke teknologi lainnya dengan teknologi baru menggantikan yang sebelumnya, seperti halnya perekaman magnetik tegak lurus saat ini (PMR) menggantikan rekaman longitudinal tradisional selama dekade terakhir. Tetapi kali ini mungkin berbeda, Kain mengatakan, dengan berbagai teknik yang berbeda memberikan solusi untuk pasar yang berbeda karena perbedaan besar dalam biaya dan kecepatan. "Masa depan tidak perlu terlihat seperti masa lalu, " katanya.

Secara keseluruhan, Cain mengatakan bahwa pada tahun 2020 kita dapat memiliki drive 5TB atau 6TB 3, 5 inci sebagai drive utama standar dengan hingga 20TB drive (dengan enam piringan 3, 3TB) memungkinkan untuk beberapa aplikasi yang sangat khusus, dan itu dapat tumbuh hingga 50TB drive ketika HAMR teknologi menjadi dewasa sepenuhnya. Jumlah penyimpanan yang luar biasa.