Чому жорсткі диски залишаться з нами надовго



У нашому блозі ми багато пишемо про хмарних сервісах і корпоративному IaaS, проте і розвиток «залізних» технологій — вкрай цікава тема. Майбутнє у сфері зберігання інформації не дає спокою визионерам, інженерам і вченим – вже нині у світі ведуться розмови про таких екзотичних варіантах зберігання даних, як, наприклад, генетичні сховища. У цьому зв'язку використання «старих добрих» HDD може здатися вчорашнім днем, однак представники індустрії не радять поспішати з висновками – нижче ми розповімо, чому.

Накопичувачі на жорстких магнітних дисках [англ. hard disc drive, HDD] мають довгу історію – перші з них були створені ще в середині 50-х років ХХ століття. І якщо хто-небудь вважає, що з появою твердотільних накопичувачів [англ. solid-state drive, SSD] HDD кануть в лету, то видання Anandtech.com у своїй статье готовий з цим посперечатися. Автори посилається на думку представників Seagate Technology, які вважають, що технологія HDD залишиться актуальною щонайменше ще 15-20 років, щоправда, не без істотних технічних поліпшень в найближчому майбутньому.

«Я вважаю, що жорсткі диски проіснують ще як мінімум 15-20 років», – заявив Девід Мортон, головний фінансовий директор Seagate, в ході своєї доповіді на 33-й конференції Nasdaq Investor Program Conference.

HDD: ще не все втрачено



Джерело: стаття Anandtech.com

За оцінками Seagate Technology і Western Digital Corp., загальний обсяг ринку HDD впав до 118 мільйонів одиниць в третьому кварталі 2015 року. Для порівняння: у третьому кварталі 2010 року виробники жорстких дисків продали близько 164 мільйонів одиниць своєї продукції, як заявили два провідних гравця ринку.
Судячи по цим цифрам, продажу HDD поступово скорочуються (із-за падіння попиту на ПК, а також популяризації SSD і хмарних сховищ). Однак, як вважає Anandtech.com конкурентам навряд чи вдасться перевершити технологію HDD в одному – вона має найменшу вартість за гігабайт, і навіть зниження цін на SSD здатне похитнути лідируюче положення HDD в цій області – а значить, жорсткі диски ще довго будуть використовуватися для зберігання великих обсягів даних. І це не кажучи вже про те, що твердотільні накопичувачі іноді виявляються далеко не такими надійними, як може здатися на перший погляд – про дивну історію, що сталася з SSD-дисками на проекті Algolia, на Хабре вже писали раніше (хоча у тому конкретному випадку в результаті справа виявилося в ядрі Linux).

Для збереження конкурентоспроможності жорсткі диски повинні збільшувати свою ємність. І, як передбачають експерти, саме це і повинно відбутися в найближчі роки: видання Anandtech.com приводить в приклад організацію Advanced Storage Technology Consortium, яка передбачає зростання ємності HDD до 100 Тб до 2025 року.



Джерело: стаття Anandtech.com

Технології запису: PMR, SMR та інші

Основу сучасних жорстких дисків складають технології перпендикулярного [англ. perpendicular magnetic recording, PMR] та черепичним магнітного запису [англ. shingled magnetic recording, SMR]. Диски на базі технології PMR активно використовувалися в останні десять років і залишаться популярними завдяки щодо високої продуктивності послідовного запису, низької вартості за гігабайт і високої надійності.
Диски з технологією SMR програють HDD з технологією PMR в продуктивності, проте забезпечують високу щільність запису HDD (до 1,1 Тбіт на квадратний дюйм і вище). Річ у тім, що технологія SMR передбачає запис нових магнітних доріжок так, що вони перекривають частину раніше записаних доріжок, а це, в свою чергу, знижує швидкість запису.

Виробники HDD з технологіями PMR і SMR для збільшення їх ємності змушені встановлювати до шести пластин в стандартний 3,5-дюймовий HDD. Така операція передбачає заповнення вінчестерів гелієм – це дозволяє помістити до семи пластин в один вінчестер і зменшити витрату енергії приводів HDD, правда, вимагає великих витрат.

За словами автора, масовим випуском жорстких дисків з використанням гелію займається зараз тільки компанія HGST, дочірнє підприємство Western Digital (у третьому кварталі 2015 року компанія продала 1,1 млн. таких HDD). Однак, попит на цей тип жорстких дисків зараз росте, тому в нинішньому році виробництво гелієвих HDD, ймовірно, розгорнутий і інші компанії.

Нові рішення: TDMR і HAMR

Незважаючи на успіх технологій PMR і SMR, виробники намагаються використовувати і впроваджувати нові рішення, що дозволяють жорстким дискам залишатися конкурентоспроможними. Наприклад, за словами автора статті Anandtech.com, Seagate готовится запустити виробництво жорстких дисків з технологією двомірної магнітного запису [англ. two dimensional magnetic recording, TDMR].

«Останні два роки ми багато говорили про технології двомірної магнітного запису. Ми будемо готові до її запуску через один або два роки», – заявив Дейв Мослі, президент з операцій і технологій у Seagate, на вересневій конференції аналітиків та інвесторів компанії з питань стратегічних змін.
Технологія двомірної магнітного запису дозволяє підвищити щільність запису жорстких дисків, роблячи доріжки вінчестерів більш вузькими. При цьому, використання технології TDMR дозволяє уникнути «накладання» доріжок один на одного – дані зчитуються з кількох суміжних доріжок і потім визначається, які саме дані були запитані. Існує декілька способів реалізації технології TDMR: можна використовувати описаний вище спосіб, коли одна головка, що зчитує дані з декількох суміжних доріжок (при цьому знижується продуктивність HDD), а можна використовувати кілька головок (цей метод забезпечує високу продуктивність, але складний у реалізації).

За оцінками співробітників Seagate, технологія TDMR дозволяє виробникам HDD підвищити щільність запису на 5-10% [...] Логічно очікувати, що незабаром всі виробники HDD будуть використовувати у своїх накопичувачах технологію двомірної магнітного запису.
Інше рішення – технологія магнітного запису з застосуванням нагріву [англ. heat-assisted magnetic recording, HAMR], ще не готова до масового виробництва. Як стверджує автор, «другий за величиною виробник HDD в світі [Seagate] вважає, що надійність пристрою базі HAMR недостатньо висока, тому технологія поки не буде використовуватися в комерційних цілях».

Ця технологія заснована на застосуванні лазерної термічної обробки, яка забезпечує більш високу щільність запису (від 1,5 Тбіт на квадратний дюйм) і в майбутньому може потіснити існуючі рішення, незважаючи на те, що сьогодні результати по її впровадженню розчаровують виробників.

«Технологія HAMR [...] поки не готова до впровадження у масове виробництво. Я не дуже радий тим результатами, яких ми досягли за попередні роки, але визначений прогрес усе ж був. [...] Чесно кажучи, ми вже вирішили багато проблем, і все виробництво, завдяки різним консорціумам, тепер зосереджена на вирішенні залишилися. Після того, як всі вони будуть вирішені, ми зможемо впровадити технологію HAMR в масове виробництво», – Дейв Мослі, президент з операцій і технологій у Seagate.
Перших продажів жорстких дисків на базі технології HAMR від Seagate можна очікувати орієнтовно в 2016-2017 роках, однак масові поставки таких HDD планується почати лише в кінці 2017-го – в 2018 році.

Велике майбутнє HDD

Крім вищеописаних методів існують й інші рішення, які, як вважається, в перспективі зможуть поліпшити якість вироблених жорстких дисків. Одне з найвідоміших – технологія розміченого зберігання даних [англ. Bit Patterned Recording Media, BPMR] та магнітна запис за допомогою НВЧ-випромінювання [англ. Microwave-Assisted Magnetic Recording, MAMR]. Виробники не виключають, що в подальшому для створення HDD будуть використовуватися комбінації тих чи інших рішень. Ще один напрямок – багатошарова 3D-запис або ML-3D – принципово інший підхід до розширення можливостей HDD.

TDMR, HAMR і BPMR вже взяли на озброєння не тільки Seagate, Western Digital і Toshiba, але і ряд консорціумів та наукових установ: представники галузі добре розуміють, що розвиток цих технологій важливо для усіх її гравців. У компанії сподіваються, що такий підхід дозволить збільшити ймовірність технологічних проривів у цій сфері і наблизить їх настання, а інвестиції, які вже вкладені в дане напрям, служать запорукою того, що захід HDD станеться нескоро – вже точно не в найближчі 15-20 років. А якщо HDD проіснує до 2035 року, то, як справедливо зауважує автор, цей тип пристроїв прослужить людству близько 80 років – серйозний вік для людини, не кажучи вже про технології.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.