Компания Seagate недавно опубликовала свою долгосрочную технологическую дорожную карту, в которой раскрываются планы производства жестких дисков емкостью 50 ТБ к 2026 году и 120+ жестких дисков после 2030 года. В ближайшие годы Seagate намерена расширить использование технологии магнитной записи с подогревом (HAMR), принять носители с битовой структурой (BPM) в долгосрочной перспективе, а также для расширения использования технологии с несколькими исполнительными механизмами (MAT) для накопителей большой емкости. Все это в форм-факторе 3,5 дюйма.

«Мы можем использовать наш недавний опыт, производя наш накопитель HAMR емкостью 20 ТБ для преобразования лабораторных демонстраций в продукты, что позволяет нам выпустить 50 терабайт к 2026 году», — сказал Джон Моррис, технический директор Seagate. «У нас запланированы приводные технологии, которые обеспечат долгосрочный рост HAMR. и путь к более чем 100 ТБ устройств. И жесткие диски будут продолжать удовлетворять потребности в системах хранения большой емкости с наиболее оптимальной совокупной стоимостью владения в течение следующего десятилетия и далее ».

HAMR для включения жестких дисков емкостью 90 ТБ

В последние годы емкость жесткого диска увеличивается довольно медленно, поскольку перпендикулярная магнитная запись (PMR), даже усиленная двумерной магнитной записью (TDMR), достигает своих пределов. Текущий топовый жесткий диск Seagate имеет емкость 20 ТБ и основан на HAMR, который не только обещает использовать 3,5-дюймовые жесткие диски с емкостью ~ 90 ТБ в долгосрочной перспективе, но и позволит Seagate увеличить возможности своей продукции быстрее.

В частности, Seagate ожидает, что жесткие диски объемом 30+ ТБ появятся в 2023 году, затем диски на 40+ ТБ в 2024-2025 годах, а затем жесткие диски на 50+ ТБ иногда в 2026 году. Виртуальный аналитик. В 2030 году производитель намерен выпустить жесткие диски емкостью 100 ТБ, а в следующем десятилетии появятся блоки на 120 ТБ. Чтобы достичь этой более высокой емкости, Seagate стремится использовать новые типы носителей.

«По мере приближения к максимальной полезной емкости технологии PMR каждый последующий диск увеличивается на 1 или 2 ТБ за раз», — сказал Джефф Фохтман, старший вице-президент Seagate по бизнесу и маркетингу на встрече аналитиков компании. «Благодаря технологии HAMR это позволяет нам скачивать значения с шагом 4 терабайта, 6 терабайт или даже 10 терабайт за раз».

В современных жестких дисках HAMR емкостью 20 ТБ используются девять пластин по 2,22 ТБ с плотностью записи около 1,3 ТБ / дюйм.2. Для создания жесткого диска с девятью пластинами емкостью 40 ТБ компании требуются носители HAMR с плотностью записи около 2,6 Тбайт / дюйм.2. Еще в 2018 ~ 2019 компания уже достигла 2,381 Тбайт / дюйм.2 При тестировании спинового стенда в своей лаборатории поверхностная плотность фактически достигла 2,6 Тб / дюйм.2 в лаборатории, поэтому компания знает, как создавать носители для жестких дисков на 40 ТБ. Однако для создания законченного продукта ему все равно потребуется разработать подходящую головку, контроллер привода и другую электронику для своего накопителя на 40 ТБ, что займет несколько лет.

Читайте также:
Marvell представляет 112G SerDes, построенные на 5-нанометровом TSMC

Bit Patterned Media (BPM) для жестких дисков до 120 ТБ

В целом, Seagate прогнозирует, что технология HAMR продолжит масштабироваться в течение многих лет без кардинальных изменений. Компания ожидает, что HAMR и наногранулированные среды на основе стеклянных подложек с магнитными пленками из сплава железа и платины (FePt) будут масштабироваться до 4 ~ 6 Тбайт / дюйм.2 по плотности. Это должно позволить использовать жесткие диски емкостью до 90 ТБ.

В попытке получить что-то вроде 105 ТБ Seagate рассчитывает использовать носители с упорядоченным гранулированием с плотностью 5 ~ 7 ТБ / дюйм.2 поверхностная плотность. Чтобы пойти дальше, крупнейший в мире производитель жестких дисков планирует использовать носители с битовой структурой (BPM) с плотностью 8 Тбайт / дюйм.2 поверхностная плотность или выше. Для всех новых типов носителей по-прежнему потребуется какая-то вспомогательная магнитная запись, поэтому HAMR останется с нами в той или иной форме на долгие годы.

«Мы видим возможность масштабировать это пространство дизайна с помощью гранулированного материала в диапазоне 4 Тбайт / дюйм.2 до 6 Тбайт / дюйм2«, — сказал Моррис. — На этом этапе мы планируем добавить узорчатость в одном измерении за счет использования упорядоченного зернистого материала», — сказал Моррис.2 до 7 Тбайт / дюйм2. Затем мы перейдем к носителям с полностью структурированным рисунком, чтобы увеличить плотность до 8 Тбайт / дюйм.2 и даже выше. С только что введенным среднегодовым темпом роста плотности записи у нас есть путь к 10 ТБ на диск к 2030 году. Таким образом, это отражает нашу перспективу технологических ограничений на следующие 10–15 лет ».

Включены улучшения производительности

Увеличение емкости жестких дисков чрезвычайно важно для сохранения их конкурентоспособности с твердотельными накопителями, но, чтобы оставаться актуальными для операторов облачных центров обработки данных, жесткие диски также должны улучшать последовательную и произвольную производительность.

Читайте также:
Первый продукт - Quad GPU XG310 от H3C для облачных игр

Производительность жестких дисков последовательно растет вместе с плотностью записи, поэтому мы видим постепенный рост производительности жестких дисков каждый год. Но по мере увеличения емкости диска производительность произвольных операций ввода-вывода в секунду на ТБ падает, что требует от операторов крупных центров обработки данных смягчать это с помощью кешей для поддержания качества обслуживания, что означает дополнительные расходы.

Seagate и Western Digital стремились радикально повысить производительность последовательных и случайных жестких дисков за счет установки более одного исполнительного механизма с несколькими головками чтения / записи на одном диске. Технология Seagate Mach.2, которая включает в себя два исполнительных механизма, может почти удвоить производительность жесткого диска на количество операций ввода-вывода в секунду на ТБ и существенно повысить скорость его последовательного чтения / записи. Кроме того, с двумя независимыми приводами Seagate может почти вдвое сократить время, необходимое для тестирования одного диска перед отправкой, что снижает производственные затраты. Преимущество двух приводов станет еще более значительным, поскольку производители жестких дисков переходят на платформы с большим количеством пластин.

«Заметным преимуществом стандартизации технологии двойных приводов является то, что она резко сокращает время испытаний и, следовательно, время производства жестких дисков значительно сокращается», — сказал Фохтман. «Это преимущество, которое мы с нетерпением ждем признания с точки зрения затрат для нашего бизнеса».

Около дюжины клиентов уже используют жесткие диски Seagate на базе Mach.2 PMR в своих центрах обработки данных, хотя эти диски не имеют коммерческого бренда. В конце концов, компания планирует сделать жесткие диски Mach.2 доступными для других клиентов, но не сообщает, когда это должно произойти. Однако производитель готов к более широкому использованию своей технологии Mach.2, как только его диски достигнут емкости более 30 ТБ, поскольку диски с одним приводом не будут иметь достаточной производительности, а конструкция с одним приводом увеличит общую стоимость владения.

«Несмотря на то, что Mach.2 расширяется и используется сейчас, на самом деле он все еще находится в технологическом режиме», — сказал Фохтман. «Когда мы достигнем точки емкости более 30 терабайт, это станет стандартной функцией во многих крупных средах центров обработки данных».

Общая стоимость владения HDD останется низкой

Говоря о совокупной стоимости владения, Seagate уверена, что жесткие диски останутся рентабельными устройствами хранения данных на многие годы вперед. Seagate считает, что 3D NAND в ближайшее время не превзойдет жесткие диски с точки зрения стоимости за ГБ, а совокупная стоимость владения жестких дисков останется на конкурентном уровне. В настоящее время 90% данных, хранящихся в облачных центрах обработки данных, хранятся на жестких дисках, и Seagate ожидает, что это будет продолжаться.

Читайте также:
ODiN – первая в мире виртуальная мышь по цене $70

«Мы считаем, что совокупная стоимость владения жесткими дисками и твердотельными накопителями останется примерно на одном уровне», — сказал Моррис. «И твердотельные накопители, и жесткие диски будут продолжать улучшать свое ценностное предложение, и спрос на хранилища для обоих будет продолжать расти. Они являются критически важными технологиями для растущей сферы данных, и их синергетические отношения в инфраструктуре центра обработки данных сохранятся».

Связанное чтение