Теги → hamr
Быстрый переход

Seagate начала поставки 18-Тбайт HDD и готовится к запуску 20-Тбайт HDD с HAMR

Корпорация Seagate начала ограниченные поставки жёстких дисков ёмкостью 18 Тбайт и говорит о том, что готова начать коммерческие поставки винчестеров объёмом 20 Тбайт. Последний будет использовать технологию термомагнитной записи (heat-assisted magnetic recording, HAMR).

Жёсткий диск c технологией HAMR

Головка жёсткого диска c технологией HAMR

«Производство наших 16-Тбайт накопителей большой ёмкости увеличилось в два раза за квартал (примечание 3DNews: предположительно до 2 миллионов единиц), удовлетворяя потребности клиентов, сказал Дэйв Мосли (Dave Mosley), исполнительный директор Seagate, в ходе телеконференции с аналитиками и инвесторами. — Что касается наших жёстких дисков ёмкостью 18-Тбайт, то всё идёт по плану, мы начали их ограниченные поставки отдельным клиентам. Данные винчестеры базируются на той же платформе, что и 16-Тбайт накопители, а потому могут быть быстро приняты на вооружение покупателями, предоставляя им ёмкости до 1,9 Пбайт [в 4U машине] по очень привлекательной цене».

Перспективный план Seagate

Перспективный план Seagate

Помимо самих жёстких дисков Exos для серверов и центров обработки данных (ЦОД), компания Seagate поставляет и системы хранения данных Exos. Данные устройства применяются самыми разными клиентами, а наиболее мощные из них используют 100 или 106 3,5-дюймовых винчестеров и, соответственно, могут хранить 1,8 или 1,9 Пбайт данных.

Система хранения данных Seagate Exos

Система хранения данных Seagate Exos

Жёсткие диски Seagate Exos 18 Тбайт базируются на 2-Тбайт пластинах, которые используют традиционную технологию перпендикулярной магнитной записи (perpendicular magnetic recording, PMR) и вращаются со скоростью 7200 оборотов в минуту. По этой причине данные HDD не требуют какой-либо существенной оптимизации программного обеспечения (кроме настройки алгоритмов кеширования вследствие снижения производительности операций случайного чтения/записи в пересчёте на Тбайт, IOPS/TB).

Жёсткий диск Seagate

Следующим шагом Seagate станет выпуск жёстких дисков ёмкостью 20 Тбайт к концу года, что ознаменует начало широкого коммерческого применения технологии HAMR. Данный технологический переход предполагает использование сразу нескольких инноваций, включая новые записывающие головки с лазером, новые стеклянные пластины с новым металлическим слоем и целый ряд других технологий. При этом, поскольку 20-Тбайт винчестер использует уже известную платформу с девятью пластинами, компания не ожидает существенного увеличение себестоимости подобных HDD по сравнению с 16-Тбайт моделями.

Экспериментальный жётский диск Exos X16 с технологией HAMR

Экспериментальный жёсткий диск Exos X16 с технологией HAMR

Следует помнить, что все жёсткие диски для ЦОД проходят обязательную аттестацию операторами этих центров. Учитывая пандемию вируса SARS-CoV-2 и распространение болезни COVID-19, эксперименты Seagate и её партнёров с новыми HDD (и их компонентами) несколько задерживаются. Тем не менее, компания преисполнена оптимизма и готовится начать коммерческие поставки винчестеров с технологией HAMR до конца года.

Showa Denko готовится к выпуску пластин HAMR для «80-Тбайт» жёстких дисков

Мало-помалу ёмкость жёстких дисков доползла до 18 Тбайт. На этом резервы обычной перпендикулярной магнитной записи практически исчерпаны. В дело должны вступить новые технологии ― MAMR и HAMR. Японский производитель пластин компания Showa Denko уже выпускает пластины MAMR и готова начать выпуск пластин HAMR.

Макет жёсткого диска с технологией HAMR (Seagate, PC Watch)

Макет жёсткого диска с технологией HAMR (Seagate, PC Watch)

Крупнейший в мире независимый производитель магнитных пластин для жёстких дисков японская компания Showa Denko (SDK) сообщил, что разработка новых носителей магнитной записи на базе технологии HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) завершена, и компания готова приступить к массовому выпуску новых «блинов».

Традиционная перпендикулярная магнитная запись приблизилась к барьеру плотности на уровне 1,14 Тбит/дюйм2 или около того. Технология HAMR за счёт локального разогрева поверхности магнитной пластины во время записи позволит в перспективе записывать данные с плотностью до 6 Тбит/дюйм2. С учётом использования такого же количества пластин, как в случае обычных HDD, ёмкость 3,5-дюймовых накопителей сможет достичь невероятной ёмкости 80 Тбайт.

На первых порах всё будет скромнее. Например, компания Seagate обещает начать поставки HDD с пластинами HAMR в первой половине этого года в накопителях объёмом 18 Тбайт и только к концу года планирует представить 20-Тбайт HAMR-накопители. Из этого также можно сделать вывод, что Seagate самостоятельно производит HAMR-пластины, поскольку Showa Denko ещё не начала массовый выпуск этой продукции. Возможно, пластины HAMR японского производства попадут только в 20-Тбайт HDD Seagate, но сегодня мы не можем это утверждать.

Технология производства пластин HAMR компании Showa Denko в качестве магнитного слоя предполагает использование сплава железа и платины.

Новый продукт обладает значением коэрцитивной силы, в несколько разп ревышающей самые современные HD-носители. При этом достигается низкий уровень зашумленности сигнала благодаря очень маленькому размеру кристаллического зерна и оптимизированному управлению распределением размера зерна. В то же время, характеристик новых пластин компания не предоставила, что говорит о ранней стадии подготовки к массовому производству.

Магнитная плёнка HAMR под микроскопом и в разрезе на пластине (Showa Denko)

Магнитная плёнка HAMR под микроскопом и в разрезе на пластине (Showa Denko)

Добавим, пластины MAMR с микроволновой записью компания Showa Denko начала выпускать примерно год назад. Компания WDC должна была начать выпуск HDD на этих пластинах ещё в середине прошлого года, но этого не произошло. Что-то с новой технологией пошло не так. Поэтому также можно ожидать задержек с выпуском коммерческих HAMR HDD. Например, их ещё могут заменить 10-пластинные жёсткие диски на новых тончайших пластинах. Но это уже другая история.

Western Digital готова инвестировать в развитие технологий MAMR и HAMR одновременно

Активным сторонником термомагнитной записи HAMR принято считать компанию Seagate Technology, и увлечение корпорации Western Digital конкурирующей технологией MAMR на данном этапе развития могло сформировать впечатление об отсутствии у последнего производителя интереса к технологии HAMR.

Представители WDC поспешили заверить инвесторов, что это не так, и технологию HAMR компания возьмёт на вооружение сразу после того, как MAMR исчерпает свой потенциал повышения плотности записи данных на магнитную пластину. Чтобы сделать такой переход максимально безболезненным, Western Digital готова одновременно финансировать разработки в сфере MAMR и HAMR.

Источник изображения: Western Digital

Источник изображения: Western Digital

Seagate Technology активно продвигает технологию записи с подогревом магнитных пластин при помощи лазера, известную под обозначением HAMR (heat-assisted magnetic recording). Она уже отгрузила клиентам более сорока тысяч образцов жёстких дисков с использованием этой технологии для тестирования, преодолела с её помощью рубеж объёма накопителя в 16 Тбайт, и в следующем полугодии рассчитывает наладить серийные поставки жёстких дисков объёмом 18 Тбайт, использующих HAMR. Прогресс обещает быть быстрым, поскольку планку в 20 Тбайт Seagate рассчитывает покорить до конца 2020 года.

На конференции Barclays для инвесторов генеральный директор Western Digital Corporation Стив Миллиган (Steve Milligan) пояснил, что компания считает нужным одновременно вкладывать в развитие как MAMR (microwave-assisted magnetic recording), так и HAMR, поскольку первая из технологий имеет ограниченный потенциал повышения плотности записи, но она дешевле и проще во внедрении, поэтому сейчас производитель и делает ставку именно на неё. Рубеж в 18 Тбайт и 20 Тбайт компания собирается покорить при помощи MAMR. До конца этого года начнутся поставки образцов жёстких дисков первого номинала, использующих «производную форму» этой технологии.

Глава WDC призывает понимать стратегию компании правильно. Производитель вовсе не выступает против внедрения HAMR, просто сейчас использовать её в серийном производстве преждевременно. Стив Миллиган отметил, что главный конкурент WDC напрасно спешит с внедрением HAMR именно сейчас. Ранее сообщалось, что Western Digital готова задуматься над соответствующим шагом при создании жёстких дисков объёмом более 25 Тбайт. Параллельные расходы на обе технологии глава WDC не считает слишком обременительными, да и особого выбора у компании нет.

В долгосрочной перспективе Western Digital не исключает использования технологии HAMR

Долгое время WDC высказывалась против использования технологии подогрева магнитной пластины при помощи лазера (HAMR), которую активно, но не очень успешно продвигала конкурирующая компания Seagate Technology. В корпорации Western Digital ставку делали на MAMR — технологию микроволнового воздействия на магнитную пластину с целью повышения плотности записи. Теперь представители компании признаются, что привязка к той или иной технологии не так важна, и обе имеют право на реализацию в производственной программе WDC.

Источник изображения: Western Digital Corporation

Источник изображения: Western Digital Corporation

Следует напомнить, что в середине сентября в комментариях немецкому изданию ComputerBase представители Western Digital дали понять, что к массовому использованию даже MAMR компания ещё не готова, и анонсированные ранее жёсткие диски объёмом 18 Тбайт будут использовать не эту технологию, а некую тщательно скрываемую альтернативу.

Ситуация опять изменила вектор на мероприятии Wells Fargo для инвесторов, которое прошло на этой неделе. Интересы Western Digital представляли финансовый директор Боб Ойлау (Bob Eulau) и президент по технологии и стратегии Сива Сиварам (Siva Sivaram). Последний заявил ведущему мероприятия, что готовящиеся к началу массовых поставок жёсткие диски объёмом 18 Тбайт уже используют производный вариант технологии MAMR, сочетая её со структурой магнитных пластин, подразумевающей перпендикулярную ориентацию магнитных частиц (PMR). Образцы этих жёстких дисков начнут отгружаться клиентам за две-три недели до Рождества по григорианскому календарю.

Попутно WDC готовится начать поставки образцов жёстких дисков объёмом 20 Тбайт, которые тоже будут использовать производную версию MAMR, но уже в сочетании с «черепичной» структурой магнитных пластин (SMR). Представители компании поясняют, что MAMR требует меньших затрат для освоения в масштабах серийного производства, поскольку использование HAMR требует иных комплектующих, других магнитных пластин, головок с лазером и прочих недешёвых нововведений.

В долгосрочной же перспективе WDC не видит никаких препятствий для использования HAMR в своих жёстких дисках. Клиентам всё равно, какую технологию использует приобретаемый ими жёсткий диск, важны качества и характеристики самого продукта. Компания рассчитывает довести ёмкость жёстких дисков до 50 Тбайт, и её не особо заботит, придётся ли для этого использовать технологию MAMR или HAMR. В ближайшее время, тем не менее, она собирается выжать весь потенциал из сочетания PMR и MAMR.

Seagate в следующем году выпустит HDD на 18 и 20 Тбайт, а в 2026 году — 50-Тбайт монстра

Мы уже сообщали, что в своём квартальном отчёте компания Seagate изменила структуру выручки, чтобы её деятельность смотрелась несколько выигрышнее. Но это не самое интересное — куда любопытнее планы компании по наращиванию объёмов магнитных накопителей, которые всё ещё остаются гораздо более выгодными с точки зрения стоимости гигабайта по сравнению с твердотельными.

Несмотря на то, что жёсткие диски Seagate в сообщениях Backblaze о надёжности HDD не выглядят идеально, компания готовится к запуску HDD большой ёмкости. Накопитель на 16 Тбайт, выпущенный ранее в этом году в корпоративной и потребительской версиях, в начале 2020 года уступит место самого ёмкого в портфеле Seagate 18-Тбайт модели, которая, как сообщается, будет основана на той же платформе с 9 пластинами, что и текущее поколение.

«Мы готовимся начать поставки 18-Тбайт HDD в первой половине 2020 года, чтобы сохранить лидерство в отрасли», — отметил исполнительный директор Seagate Дейв Мосли (Dave Mosley). А во второй половине следующего года компания собирается представить свой первый накопитель с технологией вспомогательного разогрева поверхности магнитных пластин (HAMR) — его ёмкость составит 20 Тбайт.

Эта технология, как прогнозирует Seagate, позволит ей достичь как минимум 20-процентного среднегодового роста плотности размещения данных в течение ближайшего 10-летия. В то же время всё больше жёстких дисков будут получать два независимых блока магнитных головок (MACH.2) — это позволит повысить показатели доступа HDD к данным и масштабировать ёмкость без ущерба для производительности.

Дальнейший взгляд на планы Seagate показывает, что жёсткие диски ёмкостью 30 Тбайт поступят на рынок где-то в конце 2023 года, тогда как модель на 50 Тбайт должна появиться на рынке в 2026 году.

Компания Western Digital тоже готовит свои накопители высокой ёмкости на базе MAMR, но Seagate планирует превзойти прямого конкурента и начать массовые поставки своих моделей объёмом 18 Тбайт и 20 Тбайт раньше.

Seagate тонет вслед за Western Digital, но не так быстро

Очередной квартальный отчёт компании Seagate подтвердил лидерство этого производителя на рынке жёстких дисков, но не смог скрыть печальную тенденцию: объёмы поставок жёстких дисков в годовом сравнении стали ещё меньше. Если вспомнить отчёт Western Digital, то за год квартальные поставки HDD этой компании в третьем квартале 2019 календарного года снизились с 34,1 млн до 29,3 млн. Объёмы поставок Seagate за это же время упали примерно с 39,98 млн штук до 33,89 млн. Примерно, потому что Seagate представляет только суммарный объём выпущенных за квартал накопителей и средний объём проданного за это время жёсткого диска.

Для Seagate третий квартал 2019 календарного года соотвествует первому кварталу финансового 2020 года компании

Для Seagate третий квартал 2019 календарного года соответствует первому кварталу финансового 2020 года компании

Как результат снижения поставок, а также ввиду резкого снижения средней цены продажи HDD Seagate с $79,7 в предыдущем квартале до $70,5 в отчётном, квартальная выручка компании за год сократилась на 14 % до $2,578 млрд. Годовое падение выручки WDC за то же время достигло 20 %, в чём можно винить снижение цен на флеш-память. Компания Seagate меньше зависит от рынка SSD и, в данном случае, понесла меньше ущерба. Добавим, от SSD и связанных с твердотельными накопителями корпоративных решений Seagate получает примерно 7 % от совокупной выручки.

Чистая прибыль компании за квартал составила $200 млн. Год назад Seagate смогла выручить $450 млн. За год этот показатель рухнул на 56 %. У компании Western Digital эта статья отчёта окрасилась красным: чистая прибыль в размере $511 млн год назад сменилась на убытки в объёме $276 млн. Обе компании тонут, но скорость погружения на дно очевидно разная.

В поквартальном сравнении выручка Seagate даже выросла на 9 %. За отчётный период компания смогла нарастить поставки жёстких дисков для ноутбуков и ПК (WDC в третьем квартале снизила поставки на этом направлении). Поставки накопителей Seagate для клиентских систем составили примерно 12,25 млн штук. Зато произошло снижение поставок HDD для видеонаблюдения, что выразилось в отгрузке меньшего объёма жёстких дисков в категории периферийных не для компьютеров: до 13,24 млн штук.

С чем у Seagate более-менее хорошо, так это с поставками серверных HDD, таковых она за квартал отгрузила около 8 млн штук. Попутно в компании сообщили, что в отчётном квартале впервые осуществлены коммерческие поставки жёстких дисков с двумя независимыми блоками головок (технология MACH.2). В Seagate ожидают, что по мере роста объёмов HDD (до 20 Тбайт и выше) спрос на MACH.2-накопители будет расти, ведь они за счёт удвоения механики позволяют до двух раз увеличить скорость чтения жёстких дисков.

Макет жёсткого диска с технологией MACH.2 (Seagate, PC Watch)

Макет жёсткого диска с технологией MACH.2 (Seagate, PC Watch)

Наконец, компания Seagate подтвердила намерение выпустить в первой половине 2020 года 18-Тбайт HDD с технологией HAMR и начать в конце 2020 года поставки 20-Тбайт HAMR-накопителей. До 2030 года Seagate обещает ежегодно на 20 % увеличивать ёмкость моделей с поддержкой этой технологии и не сдаваться под натиском SSD.

Seagate: SSD не будут угрожать нашим накопителям ещё минимум 15 лет

Во время конференции Seagate's Analyst Day известный производитель жёстких дисков среди прочего отметил, что существующее преимущество дисковых магнитных накопителей над твердотельными по показателю стоимости терабайта данных будет сохраняться как минимум в ближайшие 15 лет. Как сообщил старший аналитик Wells Fargo Аарон Рэйкерс (Aaron Rakers), компания заявила, что сможет и далее наращивать плотность записи данных на диск, чтобы сохранить существующую разницу стоимости единицы хранения данных по отношению к SSD. Seagate также планирует представить накопители с двумя независимыми блоками магнитных головок (MACH.2) для увеличения скорости ввода-вывода данных.

Некоторые технологические аналитики утверждают, что массовый переход покупателей с жёстких дисков на твердотельные накопители начнётся с того момента, когда разрыв в стоимости Тбайт данных сократится до 5 раз и менее. Если производители HDD смогут и дальше наращивать количество размещаемой информации на отдельную пластину, показатель $/Тбайт продолжит снижаться.

Для увеличения плотности компания Seagate делает ставку на технологию термомагнитной записи HAMR (heat assisted magnetic recording), которая предполагает разогрев магнитной поверхности до температур от 100 до 400 и выше градусов по Цельсию. Она, как считает компания, позволит ежегодно увеличивать плотность размещения данных на значение порядка 20 % до 2034 года. На встрече с аналитиками была представлена ​​диаграмма, показывающая динамику показателя до 2026 года:

Соответственно, Seagate считает, что она сможет идти в ногу с достаточно быстрым прогрессом твердотельных накопителей, уменьшая показатель $/Тбайт с тем же темпом. Скоро станут массовыми SSD QLC с 4 битами на ячейку. Также индустрия наращивает количество слоёв памяти 3D NAND: сейчас осваивается 96-слойная технология NAND и планируется переход на 128-слойную. Также рассматривается возможность применения PLC (5 бит на ячейку).

Seagate не считает, что кривые стоимости единицы данных для HDD и SSD продолжат опасное для магнитных накопителей сближение

Seagate не считает, что кривые стоимости единицы данных для HDD и SSD продолжат опасное для магнитных накопителей сближение

Технический директор Seagate доктор Джон Моррис (John Morris) сообщил аналитикам, что Seagate уже изготовила 55 000 накопителей с технологией HAMR и планирует начать поставки клиентам ближе к концу 2020 года. Сейчас некоторые избранные компании уже тестируют ранние образцы таких HDD. На встрече были озвучены некоторые технические детали относительно HAMR. В накопителях используются стеклянные пластины с магнитным покрытием Iron Platinum (FePt), головки используют технологию передачи тепловой энергии через оптический преобразователь ближнего поля (Near Field optical Transducer, или NFT), а биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Процесс записи завершается примерно за 2 наносекунды и включает нагревание области бита с помощью лазера, а затем её охлаждение (пассивная часть процесса).

В планах у Seagate — наладить в первой половине 2020 года выпуск обычных жёстких дисков HAMR с показателем скорости вращения шпинделя 7200 об/мин и ёмкостью 18 Тбайт наряду с 20-Тбайт накопителями, использующими метод черепичной магнитной записи и HAMR. Они будут заполнены гелием и включать 9 пластин. Ёмкость возрастёт до 30+ Тбайт в 2023 году и 50+ Тбайт — в 2025 году.

OEM-производители уже тестируют накопители с двумя независимыми блоками магнитных головок (MACH.2) объёмом 14 Тбайт и 16 Тбайт. Последовательная скорость 14-Тбайт HDD с MACH.2 достигает 520 Мбайт/с. Сегодня обычные HDD могут обеспечить последовательную скорость до 250 Мбайт/с. При этом современные SSD, подключённые к 4 линиям PCIe 3.0, работают со скоростью до 2,5 Гбайт/с, а PCIe 4.0 обещает дополнительный прирост.

Макет жёсткого диска с технологией HAMR (Seagate, PC Watch)

Макет жёсткого диска с технологией HAMR (Seagate, PC Watch)

Однако спрос рынка на объёмы накопителей будет неуклонно расти. Как отметил в своём выступлении исполнительный директор Seagate Дэйв Мосли (Dave Mosley), сейчас благодаря популярности мобильных облачных технологий количество подключённых устройств достигает 7 млрд, однако в перспективе намечается тенденция к принципиальному росту таких устройств, которое может достичь 42 млрд благодаря Интернету вещей и ряду других направлений. Всё это создаёт огромный спрос на развитие серверной инфраструктуры. К 2025 году подключённые устройства будут нуждаться в хранении порядка 17 зетабайт данных (17 млн петабайт). Половина этой информации будет храниться в публичном облаке, а половина — локально.

Руководство Seagate упорно связывает своё будущее с развитием магнитных накопителей, в отличие от своих конкурентов Toshiba и Western Digital, которые теперь также активно занимаются производством SSD. Seagate пока не интересуется производством чипов NAND и имеет лишь небольшой бизнес по продаже SSD. Так что массовый уход от HDD сильно ударит по ней.

Слухи об использовании MAMR новыми жёсткими дисками WDC сильно преувеличены

О намерениях начать серийные поставки жёстких дисков объёмом 18 Тбайт и 20 Тбайт корпорация Western Digital заявила третьего сентября в официальном пресс-релизе. Первой модели серии Ultrastar DC HC550 рубеж в 18 Тбайт удалось освоить за счёт использования магнитных пластин с традиционной структурой (CMR), хотя наличие девяти пластин в гелиевой среде этому тоже способствовали. Жёсткий диск Ultrastar DC HC650 рубеж в 20 Тбайт должен освоить за счёт перехода на «черепичную» структуру магнитных пластин (SMR). Поскольку в тексте исходного пресс-релиза фигурировало словосочетание «energy-assisted recording technology», то основная часть авторов новостей без колебаний сделала вывод, что речь идёт о технологии микроволнового воздействия MAMR, которую WDC уже не первый год обещает освоить в масштабах серийного производства.

Источник изображения: WDC, ComputerBase.de

Источник изображения: WDC, ComputerBase.de

Всё оказалось не так просто, как утверждают представители сайта ComputerBase.de. Они обратились за комментариями к сотрудникам Western Digital Corporation, и те вынуждены были сообщить, что перечисленные выше жёсткие диски, которые на рынок попадут в следующем полугодии, технологию MAMR ещё не используют. Из лаконичных объяснений специалистов производителя следует, что ещё не готовы к массовому применению магнитные головки, способные работать с технологией MAMR, а без них увеличивать плотность записи при помощи воздействия микроволнами нет никакого смысла. Что же скрывается под формулировкой «energy-assisted recording technology», представители WDC пояснять не стали, заявив лишь, что это не MAMR.

Кстати, конкурирующую технологию HAMR, которая подразумевает подогрев участка магнитной пластины при помощи лазерного луча, WDC не считает особо перспективной, хотя Seagate не видит для себя иной альтернативы, а Toshiba допускает использование обоих подходов к повышению плотности записи информации на магнитную пластину. Все крупнейшие производители жёстких дисков близки к моменту, когда традиционным технологиям нужно будет искать поддержку в виде новых методик записи данных на магнитные пластины, поэтому вряд ли WDC сможет долго сохранять в тайне особенности своего технологического решения.

Ещё некоторое время назад в презентациях для инвесторов WDC открыто указывала на готовность начать серийные поставки жёстких дисков с технологией MAMR в 2019 календарном году. Подходящие рубежи плотности записи тоже предстояло покорить в сопоставимые сроки, поэтому отказ производителя от использования MAMR в представленных в начале сентября жёстких дисках для многих может стать сюрпризом. Компания Seagate обещает, что серийный выпуск использующих конкурирующую технологию HAMR жёстких дисков начнётся в этом году. Если учесть, что WDC свои продукты объёмом 18–20 Тбайт обещает вывести на рынок в следующем полугодии, то Seagate может получить некоторую фору в освоении так называемых технологий записи с энергетическим воздействием на пластину. Впрочем, раз в пресс-релизе WDC некое энергетическое воздействие упоминается, говорить об этом сейчас нет оснований.

К 2025 году Seagate планирует выпустить жёсткие диски на 100 Тбайт

Компания Seagate опубликовала свои так называемые «дорожные карты» — документы, раскрывающие планы производителя на будущее. Из них следует, что уже к 2025 году компания Seagate планирует выпустить на рынок жёсткие диски объёмом 100 Тбайт.

Применяемая сейчас технология перпендикулярной записи (Perpendicular Magnetic Recording, PMR) позволяет добиться плотности записи около 1 Тбит/дюйм2, и более высокие показатели ей уже не под силу. Поэтому данная технология уже почти себя исчерпала в плане наращивания объёма, и производители смогут с ней выпустить модели объёмом разве что до 16–18 Тбайт. А вот для жёстких дисков большего объёма необходимо применение других технологий, обеспечивающих более высокую плотность записи данных.

Одним из вариантов является технология магнитной записи со вспомогательным подогревом (Heat-assisted Magnetic Recording, HAMR), которую компания Seagate разрабатывает с 2016 года. Она должна поднять планку плотности до 5 Тбит/дюйм2. Поставки тестовых образцов жёстких дисков, опирающихся на HAMR, начались ещё в начале этого года. Массовое же производство планировалось начать в следующем году, но судя по дорожной карте, такие накопители появятся лишь в 2020 году.

Первые модели предложат объём от 20 Тбайт и выше. По словам производителя, технология HAMR позволит увеличивать плотность записи данных в два раза всего за 2,5 года, поэтому уже к 2022 году должны появиться накопители объёмом 36 Тбайт, а к середине 2023 года и вовсе модели на 48 Тбайт.

К 2025 году компания Seagate планирует внедрить технологию магнитной записи с точечным подогревом (HDMR, Heated-dot Magnetic Recording). Именно эта технология должна обеспечить возможность настолько плотной записи данных (около 10 Тбит на квадратный дюйм), что появится возможность создания жёстких дисков объёмом 100 Тбайт или даже больше.

Seagate показала самый быстрый HDD в мире

В рамках мероприятия OCP U.S. Summit 2018 компания Seagate продемонстрировала самый быстрый в мире жёсткий диск. Новинка использует фирменную технологию многоактуаторного привода Mach.2 для позиционирования магнитных головок и ставит новый рекорд скорости последовательного чтения/записи — 480 Мбайт/с. Для сравнения: на сегодняшний день стандартом для дисков со скоростью вращения 7200 об/мин является пропускная способность 235 Мбайт/с. По сравнению с современными HDD, работающими на 15 000 об/мин, производительность новой разработки на 60 % выше.

Увеличение производительности достигается за счёт того, что на каждый блок головок, расположенный на отдельной штанге, можно подавать разные команды, выполняя чтение и запись данных одновременно. Новые накопители рассчитаны, в первую очередь, на применение в центрах обработки данных и, скорее всего, будут выпущены в рамках семейства HDD для корпоративных информационных систем Seagate Exos. Однако рано или поздно технология доберётся и до потребительского сегмента.

Ещё одно решение, которое скоро появится в накопителях Exos, называется HAMR (термомагнитная запись, heat-assisted magnetic recording). Суть HAMR заключается в том, что в головку жёсткого диска встроен лазер, который точечно нагревает пластину до температуры свыше 400° С, что позволяет записывать до 2 Тбайт информации на квадратный дюйм.

Что касается надёжности и долговечности HDD с HAMR, то Seagate утверждает, что превзошла стандарты по этим показателям. Время наработки на отказ одной головки достигает 6000 часов, что соответствует чтению/записи более 3,2 петабайта данных и в 20 раз превышает текущие потребности рынка. Предполагается, что первые модели винчестеров Seagate Exos с технологиями HAMR и Mach.2 будут представлены до конца года. А пока компания анонсировала 3,5-дюймовый жёсткий диск Exos X14 ёмкостью 14 Тбайт. Скоростью вращения шпинделя равна 7200 об/мин, объём буферной оперативной памяти — 256 Мбайт. Скорость передачи данных производитель не указал, но, по всей видимости, она составляет около 260 Мбайт/с.

Seagate обещает выпустить 40-Тбайт HDD на два года раньше Western Digital

Неполные две недели назад компания Western Digital призналась, что для повышения плотности записи на магнитных пластинах жёстких дисков она сделала ставку на технологию вспомогательной микроволновой записи или MAMR (microwave-assisted magnetic recording). По мнению Western Digital, альтернативная технология HAMR (heat assisted magnetic recording), которая предполагает разогрев магнитной поверхности до температур от 100 до 400 и выше градусов по Цельсию, демонстрирует низкую надёжность и чревата быстрым выходом из строя головок для записи и магнитных пластин.

Источник микроволнового излучения (MAMR) компактен и интегрируется в записывающую головку

Источник микроволнового излучения (MAMR) компактен и интегрируется в записывающую головку

Компания Seagate не разделяет опасения Western Digital в отношении технологии HAMR. Более того, Seagate пообещала вывести на рынок жёсткие диски с использованием HAMR одновременно с дисками Western Digital на технологии MAMR и превзойти конкурента по скорости наращивания плотности записи. Так, в дневнике Seagate на днях появилась запись, в которой представитель компании заявляет о намерениях производителя выпустить 40-Тбайт 3,5-дюймовый HAMR жёсткий диск уже в 2023 году, что на два года раньше ожидаемого выхода гипотетического 40-Тбайт MAMR HDD Western Digital.

Будущее жёстких дисков

Будущее жёстких дисков

О планах до конца 2018 года начать опытные поставки HAMR-накопителей компания Seagate рассказала в начале этого года. Фактически, признаются в компании, поставки опытных жёстких дисков с данной технологией уже осуществляются. К данному моменту Seagate отгрузила клиентам около 40 000 жёстких дисков с технологий HAMR. Все они показали предсказуемость в характеристиках, что необходимо для подготовки массового производства. Массовые оценочные партии HDD с технологией HAMR компания начнёт отгружать в 2018 году, а в 2019 году приступит к коммерческим поставкам жёстких дисков ёмкостью не менее 20 Тбайт.

Влияние перспективных технологий магнитной записи на плотность записи в жёстких дисках

Влияние перспективных технологий магнитной записи на плотность записи в жёстких дисках

Что касается надёжности, то опытным путём доказана работоспособность магнитных головок HAMR после записи и считывания свыше двух петабайт данных. К началу коммерческих поставок накопителей Seagate планирует достичь плотности записи в 2 Тбит/дюйм2 и затем каждый год в течение 9 лет повышать плотность записи на 30 %. Это удивительно, к 2023 году Seagate рассчитывает достичь плотности записи 6 Тбит/дюйм2, тогда как Western Digital обозначает плотность записи в 4 Тбит/дюйм2 как предельную для технологии MAMR. В повышении плотности записи с использованием HAMR, кстати, точно так же, как сегодня будет принимать участие «черепичная» запись SMR и новая пространственная (двухмерная) запись TDMR. Автоматические линии для сборки жёстких дисков, уверяет Seagate, уже сегодня способны выпускать накопители с технологией HAMR. Производственных проблем в этой связи не ожидается. Просто ждём отмашку и команду «На старт!».

Как Western Digital электронам спины гнула или вкратце о технологии MAMR

Как мы сообщали, компания Western Digital на мероприятии, посвящённом обработке Больших Данных, представила технологию магнитной записи с вспомогательным микроволновым излучением или MAMR (microwave-assisted magnetic recording). Данная технология считалась перспективной, но её реализация долгие годы была под вопросом. Быстрее реализуемой считалась другая технология — HAMR (heat assisted magnetic recording), которую ещё называют термальной или TAMR. Накопители с записью HAMR готовит к выпуску компания Seagate и намеревается сделать это в следующем году. Компания Western Digital, напротив, ключевой для выпуска ёмких жёстких дисков выбрала технологию MAMR. Что интересно, прорыв на этом направлении произошёл всего два года назад, когда в компании завершили разработку структуры новой магнитной головки.

Источник микроволнового излучения компактен и интегрируется в записывающую головку

Источник микроволнового излучения компактен и интегрируется в записывающую головку

Сама технология MAMR родилась в лаборатории Университета Карнеги — Меллон в 2006 году. Идея MAMR появилась в процессе разработки магниторезистивной памяти MRAM. В обоих случаях задействован целый ряд квантовых и туннельных эффектов с переносом момента спина электронов. Руководитель проекта Джимми Жу (Jimmy Zhu) сразу же быстро набросал заявку и вскоре получил патент на изобретение. В 2008 году технология была предложена компании Hitachi, и проектом занялся бывший сотрудник компании IBM Тао Нгуен (Thao Nguyen). Производство жёстких дисков IBM, напомним, было продано компании Hitachi в 2003 году.

Технология и конструкция записывающей головки с технологией MAMR и другие перспективные технологии для жёстких дисков

Технология и конструкция записывающей головки с технологией MAMR и другие перспективные технологии для жёстких дисков

Пару лет в подразделении HGST ломали голову над изобретением, но ничего путного не придумали. Решено было отдать разработку исследовательскому центру Hitachi в Японии. Те, в свою очередь, подключили специалистов из исследовательского центра NEDO. Первый опыт по практической реализации метода записи  MAMR был поставлен осенью 2010 года. Жизнеспособность технологии была доказана, а два года спустя компания Western Digital приобрела у компании Hitachi бизнес по разработке и производству жёстких дисков вместе с пакетом патентов. Так технология MAMR перешла в руки Western Digital.

Шридхар Чатрадхи (Sridhar Chatradhi), диреткор технологической группы WD, демонстрирует диск с техноллогией MAMR (Фото EE Times)

Шридхар Чатрадхи (Sridhar Chatradhi), директор технологической группы WD, демонстрирует диск с технологией MAMR (Фото EE Times)

Настоящий прорыв, если верить разработчикам, совершён в 2015 году. За полтора года до этого под руководством специалиста Western Digital Майка Мэллари (Mike Mallary) было защищено пять патентов, и конструкция головки с поддержкой технологии MAMR, наконец, обрела законченный вид.

Принцип «накачки» магнитного домена на пластине полем от OST-генератора, которое облегет смену вектора намагниченности (WD)

Принцип «накачки» магнитного домена на пластине полем от STO-генератора, которое облегчает смену вектора намагниченности (WD)

В основе магнитной головки с поддержкой MAMR лежит генератор (поворота) спинового момента (Spin Torque Oscillator, STO). Этот генератор интересен сам по себе. Он представляет собой многослойную тонкоплёночную структуру, в которой под действием постоянного тока происходит поляризация спинов электронов, в результате чего в свободном слое (зазоре) генератора возникает высокочастотная генерация в диапазоне 20–40 ГГц. Из-за поляризации спинов меняется вектор намагниченности в зазоре и возникшее под зазором круговое поле накачивает энергией магнитный домен в записывающем слое магнитной пластины. Записывающей головке в таком случае достаточно создать лишь небольшую напряжённость магнитного поля, чтобы изменить намагниченность участка пластины на противоположную. Так происходит запись одного бита данных на дорожку.

Использование вспомогательного излучения позволяет снизить энергию записи и уменьшить размер магнеитного зерна

Использование вспомогательного магнитного поля позволяет снизить энергию записи и уменьшить размер магнитного зерна

Поскольку для записи требуется меньше энергии, размер магнитного домена на пластине (зерна) можно уменьшить с 8–12 нм, как у сегодняшних передовых HDD, до 4 нм и менее для HDD с записью MAMR. Тем самым достигается рост плотности записи, который для технологии MAMR обещает вырасти до 4 Тбит на квадратный дюйм. Опытные MAMR-накопители компания планирует начать выпускать в 2018 году с выходом коммерческих версий в 2019 году. Накопители с технологией MAMR будут нацелены на корпоративные системы хранения данных. В массовом сегменте им нечего делать. Зато для облаков и ЦОД до 2030 года и даже дольше технология записи с поддержкой микроволновым излучением по сравнению с SSD обеспечит десятикратную разницу в стоимости хранения каждого гигабайта данных.

Технология MAMR обеспечит снижение стоимости храненния данных на 15 % в год и даст 10-кратную разницу в стоимости храненния данных по сравненнию с SSD (WD)

Технология MAMR обеспечит снижение стоимости хранения данных на 15 % в год и даст 10-кратную разницу в стоимости хранения данных по сравнению с SSD (WD)

Новая статья: Итоги 2016 года: жесткие диски

Данные берутся из публикации Итоги 2016 года: жесткие диски

Seagate обещает 12-Тбайт HDD в 2017 году и подумывает о 16-Тбайт в 2018

Финансовый директор Seagate Technology обнародовал некоторые детали перспективного плана компании в области жёстких дисков (hard disk drives, HDDs) повышенной ёмкости на ближайшие годы. Судя по всему, в следующем году Seagate планирует выпустить накопители ёмкостью 12 Тбайт на базе технологии перпендикулярной магнитной записи (perpendicular magnetice recording, PMR). При этом в 2018 году компания намеревается представить первые HDD, которые будут использовать технологию термомагнитной записи (heat-assisted magnetic recording, HAMR) и иметь ёмкость 16 Тбайт.

Штаб-квартира Seagate. Фото с сайта Wikipedia.

Штаб-квартира Seagate

Спрос на жёсткие диски высокой ёмкости растёт

Поскольку всё больше клиентских устройств переходят на твердотельные накопители, спрос на винчестеры небольшой ёмкости для ноутбуков падает. Однако, поскольку количество информации в целом растёт, пользователи прибегают к облачным или сетевым хранилищам (network attached storage, NAS) данных. Как следствие, в последние два года наблюдается устойчивый рост спроса на жёсткие диски повышенной ёмкости как для центров обработки данных (ЦОД), так и для других приложений, таких как NAS, систем видеонаблюдения и т. д. В связи с этим в арсенале двух крупнейших производителей HDD появились модели ёмкостью 8 и 10 Тбайт, которые задействуют самые передовые технологии и продаются по премиальным ценам. Несмотря на весьма высокую стоимость, спрос на такие накопители огромный, а потому Seagate и Western Digital стремятся увеличивать их объём.

Жёсткий диск Seagate BarraCuda 10 Тбайт

Жёсткий диск Seagate BarraCuda Pro 10 Тбайт

Seagate представила свои первые заполненные гелием жёсткие диски ёмкостью 10 Тбайт несколько позже HGST, а потому во многом Seagate Enterprise Capacity 10 Тбайт использовались операторами ЦОД в первую очередь для оценки самой «гелиевой» платформы компании. Вследствие того, что Seagate предлагает HDD ёмкостью 10 Тбайт для самых разных сегментов рынка, включая пользовательский, компания продаст немало таких дисков. Тем не менее, Дэвид Мортон (David Morton), финансовый директор Seagate, считает, что в ближайшие два квартала наибольшую выручку компании принесут HDD ёмкостью 8 Тбайт. Во-первых, потому что компания может производить их в больших объёмах. Во-вторых, потому что Seagate предлагает немалое количество 8-Тбайт моделей с разными возможностями и для разных задач. Кроме того, к моменту готовности ЦОД массово использовать «гелиевые» жёсткие диски производства Seagate, компания выпустит накопители ёмкостью 12 Тбайт.

«10 Тбайт… Это то, что мы рассматриваем как tweener (так в английском языке называют детей в возрасте 10–12 лет), поскольку он будет иметь 12-Тбайт собрата выше по модельном ряду»,сказал господин Мортон на конференции Next-Gen Storage/Networking, организованной Needham & Company.

Жёсткий диск Seagate

Жёсткий диск Seagate

В ходе дальнейшего разговора с финансовыми аналитиками высокопоставленный сотрудник Seagate упомянул о намерении компании представить ещё одно поколение PMR-пластин с высокой плотностью записи, чем ещё раз подтвердил наличие 12-Тбайт винчестеров в перспективном плане.

Заполненные гелием жёсткие диски Seagate ёмкостью 10 Тбайт базируются на семи пластинах объёмом 1,42 Тбайт и плотностью записи около 858 Гбит/дюйм2. Для увеличения ёмкости HDD на 20% (до 12 Тбайт) компании придётся создать пластины, которые будут вмещать на себя до 1,71 Тбайт данных и иметь плотность записи около 1033 Гбит/дюйм2. Подобная плотность находится на заявляемом компаниями пределе возможностей PMR, а потому производство таких пластин осуществимо. Судя по всему, мы увидим их в коммерческих продуктах в следующем году.

Эпоха HAMR приближается

Кроме того, в 2017 компания Seagate планирует начать поставлять жёсткие диски на базе технологии HAMR для оценки некоторыми партнёрами. Поскольку HAMR является значительным технологическим прорывом и далеко не все свойства термомагнитной записи изучены участниками рынка (владельцами облачных ЦОД), им требуется время на то, чтобы понять особенности нового поколения жёстких дисков. Seagate предполагает, что года будет вполне достаточно для оценок преимуществ новых HDD, а также для возможной адаптации приложений клиентов под новые HDD.

Жёсткий диск Seagate

Жёсткий диск Seagate

Доподлинно планы Seagate в области HAMR неизвестны, и в настоящее время компания подвергает анализу разные возможности в области формирования модельного ряда. Тем не менее, одной из опций, которую рассматривает Seagate является представление флагманской модели ёмкостью 16 Тбайт в 2018 году, сказал финансовый директор компании. Подобный винчестер существенно увеличивал бы плотность хранения данных в ЦОД, позволяя хранить до 3840 Тбайт информации в стандартной стойке (против 2400 Тбайт в случае 10-Тбайт HDD).

Вследствие того, что жёсткие диски на базе термомагнитной записи дороже в производстве обычных HDD, цена HAMR-накопителей будет выше, чем цена винчестеров для ЦОД сегодня. Чтобы сделать новинки более привлекательными для клиентов, Seagate потребуется предложить выгодное сочетание цены, объёма и производительности новинок. Судя по всему, именно поэтому сейчас рассматривается ёмкость 16 Тбайт. Тем не менее, следует понимать, что 16 Тбайт на сегодняшний день является гипотетически рассматриваемой величиной. Коммерческие продукты могут получить большую или меньшую ёмкость в зависимости от целого ряда факторов.

Новая статья: Эволюция жёстких дисков в ближайшие годы: беседа с Марком Ри из Seagate

Данные берутся из публикации Эволюция жёстких дисков в ближайшие годы: беседа с Марком Ри из Seagate

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥