ผู้ผลิตฮาร์ดไดรฟ์เพิ่มความหนาแน่นตาไดรฟ์ 20tb

เทคโนโลยีฮาร์ดไดรฟ์มักเป็นสิ่งที่น่าแปลกใจ เทคโนโลยีชิปสมควรได้รับเครดิตมากกว่าที่จะได้รับเพื่อสร้างโลกสมัยใหม่ แต่การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ได้รับความสนใจมากกว่าเทคโนโลยีฮาร์ดไดรฟ์ แต่ฮาร์ดไดรฟ์ยังคงให้ความจุมากขึ้นเรื่อย ๆ ในพื้นที่เดียวกันมานานหลายทศวรรษตามแนวโน้มทั่วไปเช่นเดียวกับกฎของมัวร์ แต่ไม่ราบรื่นความหนาแน่นของฮาร์ดไดรฟ์มีแนวโน้มที่จะเติบโตอย่างรวดเร็วเมื่อมีการนำเทคโนโลยีใหม่มาใช้ ชะลอตัวลงจนกว่านวัตกรรมขนาดใหญ่ต่อไปจะมาพร้อม

ตอนนี้เราเพิ่งเข้าสู่ช่วงการเปลี่ยนภาพ เทคโนโลยีในปัจจุบันซึ่งรู้จักกันในชื่อการตั้งค่าการบันทึกแม่เหล็กแบบตั้งฉาก (PMR) สนับสนุนฮาร์ดไดรฟ์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นในปัจจุบันกำลังเริ่มหมดแรง เทคนิคใหม่ ๆ เช่นการบันทึกความร้อนด้วยแม่เหล็ก (HAMR) กำลังดำเนินไป แต่ก็ยังไม่กี่ปี

ด้วยเหตุนี้เราจึงเห็นไดรฟ์เฉพาะบางตัวถึงขีดความสามารถใหม่เช่นไดรฟ์ระดับธุรกิจ 8TB ใหม่ของ Seagate และรุ่น 10TB ของ HGST แต่ฮาร์ดไดรฟ์สำหรับผู้บริโภคทั่วไปไม่ได้รวดเร็วเท่านี้เพื่อเพิ่มความหนาแน่น สองสามปีที่ผ่านมาตั้งแต่ฉันมองลึกลงไปที่เทคโนโลยีนี้ดังนั้นฉันจึงใช้โอกาสนี้เมื่อไม่นานมานี้เพื่อพูดคุยกับผู้ผลิตไดรฟ์เกี่ยวกับเทคโนโลยีและตำแหน่งที่กำลังจะไป

หลายปีที่ผ่านมาไดรฟ์ใช้กระบวนการ PMR และไดรฟ์หลักในปัจจุบันมีความหนาแน่นของอากาศอยู่ที่ 650 Gbit / ตารางเมตร นิ้วช่วยให้ 500GB ต่อแผ่นเสียงบนไดรฟ์ 2.5 นิ้วและ 1TB ต่อแผ่นเสียงบนไดรฟ์ 3.5 นิ้ว (ฮาร์ดไดรฟ์ส่วนใหญ่มีหลายจานซึ่งเขียนทั้งสองด้าน)

มีไดรฟ์ไม่กี่ตัวที่ใช้งานได้เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 1.2TB ต่อแผ่นทำให้สามารถใช้งานได้ถึง 6TB บนดิสก์ขนาด 3.5 นิ้วห้าแผ่น หรือแม้กระทั่งไดรฟ์ 2TB แบบเก็บถาวรโดยใช้แผ่นขนาด 2.5 นิ้วสามตัวตามที่ William Cain รองประธานฝ่ายเทคโนโลยีของ Western Digital กล่าว และ Mark Re รองประธานอาวุโสและหัวหน้าเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Seagate กล่าวว่าเขาเชื่อว่า "ยังมีระยะทางจำนวนมากในเทคโนโลยีปัจจุบัน" โดยใช้ความอดทนที่เข้มงวดมากขึ้นเพื่อปรับปรุงความหนาแน่น

นอกเหนือจากนี้เพื่อผลักดันความหนาแน่นในระยะใกล้ผู้ผลิตไดรฟ์จำนวนหนึ่งหันไปใช้เทคโนโลยีใหม่

การบันทึกแม่เหล็ก Shingled (SMR)

Seagate ได้ผลักเทคนิคที่เรียกว่า Shingled Magnetic Recording (SMR) ซึ่งแทรคที่หัวไดรฟ์ตามทับซ้อนกันคล้ายกับงูสวัดบนหลังคา ตาม Re เทคโนโลยีนี้สามารถอนุญาตให้เพิ่ม 25% ในความหนาแน่นของอากาศ

SMR ใช้หัวอ่าน / เขียนทั่วไปซึ่งทำงานเหมือนกับไดรฟ์ทั่วไปสำหรับอ่านข้อมูล แต่สำหรับการเขียนมันต้องใช้การเขียนจริงหลายแทร็กและต้องใช้ไดรฟ์เพื่อจัดกลุ่มเป็นวงดนตรีที่แตกต่างกัน

Re Seagate ได้ส่งมอบ "ไดรฟ์หลายล้านตัว" โดยใช้เทคโนโลยี SMR รวมถึงไดรฟ์ค้าปลีกที่มีตราสินค้าและไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลที่มีความสำคัญต่อธุรกิจ สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยไดรฟ์เดสก์ท็อปขนาด 5TB ของ บริษัท ที่มุ่งเน้นที่พื้นที่จัดเก็บข้อมูลองค์กรใกล้เคียง แต่ตอนนี้ได้ย้ายไปยังผลิตภัณฑ์อื่นเช่นกัน ไดรฟ์ขนาด 8TB ที่ บริษัท เพิ่งประกาศมีตัวแปรที่จะใช้เทคโนโลยี SMR

เขากล่าวว่าอนาคตของ SMR ควรเห็นไดรฟ์โน้ตบุ๊กที่เปิดตัวในปีนี้และเขาเห็นว่าการย้ายจาก 750GB ต่อหนึ่งแผ่นเป็น 1TB ต่อแผ่นเสียงและในที่สุดอาจจะมากถึง 2TB ต่อแผ่นเสียง

ปัญหาหนึ่งของ SMR ที่ Cain ระบุไว้คือไดรฟ์ต้องเขียนข้อมูลแตกต่างกันไปในลำดับที่มากกว่าและต้องจัดการขนาดของข้อมูลเพื่อให้มีประสิทธิภาพ Re กล่าวว่าเขาตกลงกันว่ามีปัญหาในภาระงานบางอย่าง แต่บอกว่าใน 99.9 เปอร์เซ็นต์ของกรณีไม่มีความแตกต่างด้านประสิทธิภาพที่โดดเด่น โดยทั่วไปเขากล่าวว่าปริมาณแคชโดยทั่วไปในไดรฟ์ช่วยลดผลกระทบ คาอินระบุว่ามีมาตรฐานใหม่บางอย่าง - คำสั่งโซนบล็อก (ZBC) สำหรับไดรฟ์ SAS และคำสั่งโซน ATA (ZAC) สำหรับไดรฟ์ SATA ที่ออกแบบมาเพื่อสร้างมาตรฐานการใช้งานไดรฟ์ SMR

Scott Wright ผู้จัดการฝ่ายการตลาดผลิตภัณฑ์ HDD ของโตชิบากล่าวว่า Toshiba ได้เข้าร่วมในคณะอนุกรรมการที่ทำงานเกี่ยวกับการกำหนดมาตรฐานคำสั่งสำหรับไดรฟ์ SMR และคาดว่าจะได้รับการให้สัตยาบันมาตรฐานในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า เช่นที่เก็บวัตถุ เขาคาดว่าจะเห็นผู้ขายทั้งหมดที่นำเสนอไดรฟ์ที่มีเป้าหมายในการรับช่วงต้นปีหน้าหรือประมาณครึ่งปีหลังของปี 2558

ไดรฟ์ที่ปิดสนิท

อีกตัวเลือกหนึ่งที่เราเริ่มเห็นว่าเกี่ยวข้องกับไดรฟ์ที่ปิดผนึกด้วยฮีเลียมแทนที่อากาศภายในไดรฟ์สุญญากาศ

เมื่อปีที่แล้ว HGST เริ่มจัดส่งไดรฟ์ขนาด 6TB ที่ช่วยให้แท่นวางเพิ่มขึ้นในไดรฟ์แบบซีลความสูงเดี่ยว วิธีนี้ใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า HelioSeal ซึ่งแผ่นดิสก์ไดรฟ์นั้นอยู่ในไดรฟ์ที่ปิดผนึกซึ่งเต็มไปด้วยฮีเลียม อดัมและอีฟชี้ให้เห็นว่าฮีเลียมซึ่งเบากว่าอากาศลดความปั่นป่วนของอากาศและลากระหว่างแผ่นและทำให้ความต้องการพลังงานที่ใช้งานลดลงอย่างมาก ดังนั้นอดัมกล่าวว่ามันเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ใช้พลังงานเป็นรางวัลและจำนวนแกนหมุนที่อยู่ในสถานที่ (โปรดทราบว่าในขณะที่ HGST เป็น บริษัท ในเครือของ WDC นั้นจะแยกออกจากฝ่าย Western Digital Cain กล่าวว่าในขณะที่ Western Digital ดูที่ฮีเลียมและการบันทึกแม่เหล็กที่มีการกระตุก "เทคโนโลยีทั้งสองมีมูลค่าในตลาดบางประเภท")

HGST เพิ่งประกาศรุ่น 8TB ของไดรฟ์นี้ที่เรียกว่า Ultrastar He8 โดยใช้ไดรฟ์ PMR ปัจจุบันรวมถึง Ultrastar He10 ซึ่งจะใช้เทคนิคที่เต็มไปด้วยฮีเลียมและเทคนิค shingled (SMR) นอกจากนี้ยังมีไดรฟ์มาตรฐานขนาด 6TB ซึ่งใช้แผ่นดิสก์ 1.2TB ห้าตัวในกล่องไดรฟ์แบบดั้งเดิม

ซีเกทเลือกที่จะไม่ใช้ฮีเลียม ณ จุดนี้ด้วยการบอกว่าขณะที่มีไดรฟ์ที่ใช้เทคโนโลยี แต่ก็ไม่เชื่อว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการเพิ่มความหนาแน่น

ไรอันของโตชิบามีความคิดเห็นคล้าย ๆ กันกล่าวว่าฮีเลียมอาจจำเป็นในระยะยาว แต่เชื่อว่าจะสามารถนำไปสู่ ​​"เทคโนโลยีรุ่นต่อ ๆ ไปโดยปราศจากมันได้" เขากล่าวว่าอุตสาหกรรมนี้มีแผนที่ถนนที่จะพัฒนาไปยังแท่นผลิตหกคันขึ้นไปและโตชิบาคาดว่าจะทำเช่นนั้น

การบันทึกแม่เหล็กสองมิติ (TDMR)

ในอีกสองสามปีข้างหน้า WD มีความสนใจในเทคนิคที่เรียกว่าการบันทึกแม่เหล็กสองมิติ (TDMR) ซึ่งคุณมีหัวอ่านสองหัวและสามารถมีข้อมูลมากขึ้นในพื้นที่เดียวกันโดยมีการตรวจสอบและเปรียบเทียบบิตที่อยู่ติดกัน เมื่อเทียบกับวิธีที่ชุดหูฟังตัดเสียงรบกวนจะจัดการกับเสียงรบกวนรอบข้าง เขากล่าวว่าสิ่งนี้เพิ่มความซับซ้อน แต่อาจสมเหตุสมผลสำหรับบางโครงการในบางตลาดเนื่องจากเป็นการขยายเทคโนโลยีการบันทึกแบบเดิม

การบันทึกด้วยแม่เหล็กแบบใช้ความร้อน (HAMR)

แต่เกือบทุกคนที่ฉันพูดคุยด้วยเห็นด้วยว่าการกระโดดครั้งใหญ่ครั้งต่อไปในความหนาแน่นนั้นน่าจะมาจากเทคนิคที่รู้จักกันในชื่อ Magnetic-assisted magnetic recording (HAMR) ซึ่งเกี่ยวข้องกับลำแสงที่สร้างด้วยเลเซอร์ทำให้เกิดความร้อนขึ้นเล็กน้อย ถูกเขียนขึ้นแล้วจะมีเสถียรภาพเมื่อพวกเขาเย็นลง ไดรฟ์ดังกล่าวสามารถบรรจุได้หนาแน่นกว่าเทคโนโลยีทุกวันนี้

แนวคิดไม่ใช่เรื่องใหม่ - Seagate แสดงให้เห็นในปี 2002 แต่ดูเหมือนว่าจะใกล้เข้ามามากขึ้น

ตัวอย่างเช่น Re ของ Seagate กล่าวว่า HAMR น่าจะพร้อมสำหรับการเปิดตัวเชิงพาณิชย์ในปี 2559 อาจเริ่มจากพันธมิตรเชิงกลยุทธ์และมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของอุตสาหกรรมฮาร์ดไดรฟ์ภายในปี 2561 เขากล่าวว่าสัญญาของ HAMR ควรทำให้ยาก ผลักดันอุตสาหกรรมใน "S-โค้งต่อไป" (สำหรับการปรับปรุงความหนาแน่น) สำหรับทศวรรษหน้าหรือมากกว่านั้น Seagate กล่าวว่าหวังว่าจะมีไดรฟ์ 20TB โดยใช้เทคโนโลยี HAMR ภายในปี 2020

การใช้งานของ Seagate ใช้ตัวแปลงสัญญาณระยะใกล้เป็นหัวเขียนที่มีแสงเลเซอร์ส่องแสง 830nm บน "พื้นผิว plasmons" ซึ่งมุ่งเน้นไปที่ตำแหน่งที่เล็กลงเพื่อให้ความร้อนกับวัสดุที่สูงถึง 600 องศาเคลวิน เปลี่ยนจาก 1 เป็น 0 หรือในทางกลับกัน เมื่อตำแหน่งเย็นลงบิตก็เสถียร วงจรความร้อนและความเย็นทั้งหมดเกิดขึ้นในนาโนวินาที Re กล่าว

คาอินเวสเทิร์นดิจิตอลกล่าวว่า HAMR เสนอศักยภาพในการเพิ่มความหนาแน่นของสมองสามถึงห้าเท่า แต่จะเพิ่มค่าใช้จ่าย เขากล่าวว่า บริษัท ได้ทำการทดสอบกับไดรฟ์สดหลายพันชั่วโมงและกล่าวว่าเทคโนโลยีกำลังเป็นไปได้ แต่กล่าวว่าปี 2559 "อาจจะก้าวร้าวนิดหน่อย" แม้ว่าเขาคิดว่าเทคโนโลยีจะเข้าสู่กระแสหลักภายในปี 2561

Wright ของโตชิบานั้นค่อนข้างสงสัยมากขึ้นโดยกล่าวว่าอนาคตของ HAMR นั้น "ยังค่อนข้างไม่ชัดเจน" และกล่าวว่าในขณะที่ทุกคนกำลังลงทุนในการบันทึก "ให้ความช่วยเหลือด้านพลังงาน" คณะลูกขุนยังคงออกมาว่าจะนำไปใช้เมื่อใด เขาทำนายว่าอย่างน้อยสามหรือสี่ปี

สื่อที่มีลวดลายบิต

อีกหัวข้อที่ได้รับความสนใจคือสื่อที่มีลวดลายเป็นบิต แต่ บริษัท ที่ฉันได้พูดคุยกับทุกคนเชื่อว่านี่เป็นสิ่งที่ไกลออกไปมาก Re กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้ "ไม่พร้อมสำหรับการใช้งานครั้งแรก" และโครงสร้างพื้นฐานของมันไม่พร้อมใช้งาน อดัมและอีฟเห็นพ้องกันว่ามันเป็นวิธีการแก้ปัญหา "ระยะยาวมาก" แม้ว่าเขาจะบอกว่า บริษัท มีเทคนิคเช่นการประทับบนนาโนและการประกอบตัวเองในห้องปฏิบัติการ และ Wright ก็กล่าวว่าในขณะที่ "วิทยาศาสตร์กำลังทำอยู่" Toshiba ยังไม่เห็น "การสกัดกั้นเฉพาะ" เมื่อมันสามารถเข้าสู่การผลิตจำนวนมาก

หน่วยความจำแฟลช

บางคนที่อยู่นอกอุตสาหกรรมฮาร์ดไดรฟ์แนะนำว่าหน่วยความจำแฟลชสามารถแทนที่เทคโนโลยีฮาร์ดไดรฟ์ทั้งหมด แต่ดูเหมือนจะไม่น่าเป็นไปได้ ในขณะที่แฟลชไดรฟ์กำลังได้รับความนิยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโน้ตบุ๊กและเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันสตอเรจระดับองค์กรแฟลชยังคงมีราคาแพงกว่าสื่อแม่เหล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากที่ไม่ได้เข้าถึงบ่อยๆ นอกจากนี้ความจุโดยรวมของชิปแฟลชที่ผลิตแม้ว่าจะเพิ่มขึ้นก็ยังไม่เพียงพอที่จะทดแทนสื่อการหมุนได้

แม้แต่โตชิบาซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ผลิตหน่วยความจำแฟลชที่ใหญ่ที่สุดสองคนเห็นด้วยกับมุมมองนั้นกับ Wright ว่า "ไม่มีอะไรจะสัมผัสสื่อแม่เหล็กเป็นเวลาสิบปี" จากมุมมองด้านต้นทุนและมีแฟลช NAND ไม่เพียงพอที่จะเข้าครอบครอง แม้แต่ 15 เปอร์เซ็นต์ของตลาด

แต่ผู้ผลิตหน่วยเก็บข้อมูลองค์กรทั้งหมดมีระบบที่รวมแฟลชจำนวนหนึ่งเข้ากับฮาร์ดไดรฟ์ และในด้านลูกค้าผู้ค้าฮาร์ดไดรฟ์กำลังผลักดันไฮบริดของไดรฟ์ที่รวมแฟลชเพื่อความเร็วกับสื่อแม่เหล็กเพื่อความจุมากขึ้น

Re กล่าวว่า Seagate ได้นำเสนอไดรฟ์สำหรับโน้ตบุ๊กซึ่งคุณสมบัติดังกล่าว (ซึ่งเรียกว่า SSHD สำหรับฮาร์ดไดรฟ์สถานะของแข็ง) ที่มีไดรฟ์เดสก์ท็อปติดตามอยู่ในขณะนี้ Western Digital มีสายคล้ายกันกับสาย WD Black ² โดย Cain บอกว่าไดรฟ์ไฮบริดให้ "คุณค่าที่แท้จริง"

สิ่งหนึ่งที่โดดเด่นคืออาจไม่มีเทคโนโลยีเดียวที่จะเข้ามาแทนที่และอนาคตอาจมีที่ว่างสำหรับโซลูชั่นการจัดเก็บทุกประเภทตั้งแต่แฟลชบริสุทธิ์ไม่ว่าจะเชื่อมต่อโดยตรงผ่านบัสหรือต่อกับ SSD เพื่อทั่วไปงูสวัดและ HAMR ทั้งหมดในตลาดในเวลาเดียวกัน

โดยทั่วไปแล้วเทคโนโลยีฮาร์ดไดรฟ์ได้เปลี่ยนจากเทคโนโลยีหนึ่งไปสู่อีกเทคโนโลยีหนึ่งโดยใช้เทคโนโลยีใหม่แทนที่เทคโนโลยีก่อนหน้าเช่นเดียวกับการบันทึกแม่เหล็กตั้งฉาก (PMR) ปัจจุบันแทนที่การบันทึกตามยาวแบบดั้งเดิมในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่คราวนี้อาจจะแตกต่างกันไปคาอินพูดด้วยเทคนิคที่แตกต่างหลากหลายที่ให้บริการโซลูชั่นสำหรับตลาดที่แตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างใหญ่ในด้านค่าใช้จ่ายและความเร็ว อนาคตไม่จำเป็นเหมือนในอดีต "เขากล่าว

โดยรวมคาอินกล่าวว่าในปี 2563 เราสามารถมีไดรฟ์ขนาด 5TB หรือ 6TB 3.5 นิ้วเป็นไดรฟ์กระแสหลักมาตรฐานที่มีไดรฟ์สูงสุด 20TB (ที่มีแพลตเตอร์ 3.3TB หกตัว) สำหรับแอปพลิเคชันที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ เทคโนโลยีเติบโตเต็มที่ นั่นเป็นเพียงปริมาณการจัดเก็บที่น่าอัศจรรย์