储存技术大未来 希捷以SMR、氦气填充、HAMR扩展储存技术
2020-05-22

    

  • 储存技术大未来 希捷以SMR、氦气填充、HAMR扩展储存技术极限

    储存容量35年以来提升160万倍

     调研机构IDC预测2020年全球产生的资料总量将逼近44ZB (Zetabytes)。纵使许多人声称快闪储存 (flash) 将是资料爆炸的最大受益者,但希捷认为HDD不仅会和SSD并存,两者更将互补,就像磁带在过去并没有被HDD取代一样,时至今日仍是非常可靠的储存技术。然而,现今最普遍的垂直写入技术技术(PMR),虽然仍非常稳定和快速,却已面临其物理极限,无法追赶上不断增长的储存需求。因此,希捷持续开发新技术,除了提升储存密度和容量之外,也力求轻薄的硬碟机身和低能耗。在新兴的HDD技术中,能够回应未来严苛的资料储存需求的储存技术包括叠瓦式磁记录 (Shingled Magnetic Recording, SMR)、氦气以及热辅助磁记录技术(Heat-Assisted Magnetic Recording, HAMR)。

     

    SMR技术成就更高储存密度,无需牺牲资料完整性和可靠性,

    随着被产出、使用和储存的资料成指数型成长,今日高容量硬碟所普遍使用的PMR技术,最终将会因物理限制而在磁录过程中面临储存容量不足的问题。提升硬碟技术的主要挑战之一便是磁录密度的增加,意即在一定範围可以储存的资料位元量,或者实务上一个装置可以塞入的资料量。这也是为什幺希捷在部分产品已开始採用SMR技术,SMR技术能够透过磁轨的互相堆叠来达到更高的磁录密度,如同交叠的屋顶瓦片般,能够在相同的空间内写入更多的资料。由于硬碟磁头的读取元件比写入还小,资料仍然可以从变窄的磁轨上读取,且不会影响到资料的完整和可靠性。                                                                                                                                

    希捷于2014年率先发表SMR技术,不到两年的时间,便将SMR技术挺进资料中心,为全球许多顶尖企业提供服务。举例来说,百度就採用希捷的Archive HDD来设计和开发机架式伺服器,透过SMR技术取得高容量和最低的每TB成本,成为百度的线上资料归档解决方案。由于此硬碟较其他企业级产品功耗更低,并产生更少热能,因此其总持有成本也相对较低。

     

    更轻薄的氦气硬碟将容量极大化

    到了2020年,预计EB(Exabyte)级云端资料将佔据整个资料中心市场空间的百分之六十。随着资料複杂度的提升,使用者的需求也变得更加多元。希捷观察到,有些特定的云端资料中心客户已越来越重视如何在不损及效能的情况下,降低大型储存容量的重量和能耗。而氦气储存成本虽然较高,但是却能够从节省下来的电力和重量开销获得补偿,从而优化云端资料中心的总持有成本。

     

    希捷投入多项创新以确保氦气硬碟能够被完全密封,例如透过数位环境感应器测量装置内的湿度、压力和温度,以提升产品的可靠性。此解决方案已获得市场上包括华为和阿里巴巴等主要资料中心客户的高度支持。

     

    HAMR 将引领下一个储存密度的突破

    在SMR、氦气和快闪技术窜起的同时,工程人员仍尚未穷尽HDD的所有潜力。HAMR技术将让我们见识到每平方英吋达到5Tb储存容量的威力。目前在HAMR技术的高阶研发进度中,能够将一个小小的雷射头整合至HDD中,在写入之前先加热每一个资料位元,硬碟写入的位元便会越小,每平方英吋1Tb的磁录密度就可提升至5Tb。

    希捷的HAMR技术不仅止于研发,产品问世已指日可待:

    Ÿ   希捷于2015年初便已展示此技术可靠的储存资料能力Ÿ   希捷的原型HAMR硬碟的诸多零组件与现有的硬碟相同Ÿ   写入用的磁头所採用的技术与现有HDD产品相同,只是稍加修改以纳入光学元件Ÿ   希捷预计于2018年推出第一台HAMR产品

     

    此外,希捷亦持续投入大量心力同时研发HAMR和BPM (Bit Patterned Media) 技术。希捷认为这两项技术有极高的重要性,且具有相辅相成的潜力,因此希捷正极尽所能地寻找结合两者的方式,以开发我们称之为热点磁记录 (heated-dot magnetic recording)的HDMR技术,以提升HDD的储存容量至每平方英吋10Tb。而这些只是希捷持续探索储存技术的几项重要研究领域之一。


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