Video: Opas: Kiintolevyjen ja SSD-asemien tuhoaminen (Lokakuu 2024)
Kiintolevyteknologia on usein aliarvioitu ihme. Sirutekniikka ansaitsee enemmän luottoa kuin se saa nykymaailman luomiseksi, mutta puolijohteiden valmistus saa huomattavasti enemmän huomiota kuin kiintolevytekniikka. Silti kiintolevyt ovat antaneet meille yhä enemmän kapasiteettia samassa tilassa vuosikymmenien ajan noudattaen suunnilleen samaa yleistä suuntausta kuin Mooren laki, mutta ei niin sujuvasti - kiintolevytiheyksellä on taipumus kasvaa erittäin nopeasti uuden tekniikan käyttöönoton myötä, ja hidasta, kunnes seuraava iso innovaatio tulee.
Tällä hetkellä olemme vasta siirtymässä vaiheeseen. Nykyinen tekniikka, joka tunnetaan kohtisuorana magneettisena tallennuksena (PMR), joka tukee käytännössä kaikkia tänään valmistettuja kiintolevyjä, alkaa höyryä. Uudet tekniikat, kuten lämpöavusteinen magneettitallennus (HAMR), ovat matkalla, mutta ovat vielä muutaman vuoden poissa käytöstä.
Seurauksena on, että jotkut erikoistuneet asemat saavuttavat uuden kapasiteetin - esimerkiksi Seagaten uusi 8TB: n bisnesluokka-asema ja HGST: n 10TB-versio -, mutta kuluttajien peruskiintolevyt eivät ole niin nopeita saamaan paljon enemmän tiheyttä. On kulunut pari vuotta, kun olen todella tarkastellut tätä tekniikkaa, joten otin äskettäin tilaisuuden puhua aseman valmistajille tekniikasta ja siitä, mihin se on menossa.
Useiden viime vuosien ajan asemat ovat käyttäneet PMR-prosessia, ja nykyään valtavirran asemien ilmatiheys on 650 Gbit / sq. tuuma, jolloin 500 Gt / vati 2, 5 tuuman asemaan ja 1 Tt / vati 3, 5 tuuman asemaan. (Useimmissa kiintolevyissä on useita levyjä, jotka on kirjoitettu molemmille puolille.)
Muutama asema on vienyt tämän hieman pidemmälle, siirtyen 1, 2 kt: iin levyä kohden, jolloin 6 kt: n viiden levyisen, 3, 5 tuuman aseman; tai jopa arkistoi 2TB-asemat käyttämällä kolmea 2, 5 tuuman levyä, sanoo Western Digitalin teknologiajohtaja William Cain. Ja Sea Regen vanhempi varapuheenjohtaja ja teknologiajohtaja Mark Re toteaa uskovansa, että "nykyisessä tekniikassa on vielä paljon ajomatkaa", jolloin tiukemmat toleranssit parantavat tiheyttä.
Tämän lisäksi useat taajuusmuuttajavalmistajat ovat siirtymässä uuden teknologian kehittämiseen tiheyden lisäämiseksi lähitulevaisuudessa.
Shingled Magnetic Recording (SMR)
Seagate on työntänyt tekniikkaa nimeltä Shingled Magnetic Recording (SMR), jossa ajopäät seuraavat seuraavia kappaleita päällekkäin, ikään kuin katto vinohelmi. Re: n mukaan tämä tekniikka voi mahdollistaa ilmatiheyden lisääntymisen 25 prosentilla.
SMR käyttää tavanomaisia luku- / kirjoituspäitä, jotka toimivat aivan kuten perinteinen asema tietojen lukemiseen. Mutta kirjoittamiseen se vaatii tosiasiallisesti kirjoittamista useille kappaleille, ja tämä edellyttää aseman ryhmittämistä eri kaistoihin.
Re sanoo, että Seagate on nyt toimittanut "useita miljoonia asemia" käyttämällä SMR-tekniikkaa, mukaan lukien merkkituotteiden vähittäismyyntiasemat ja lähellä yritystoiminnan kannalta kriittisiä tallennusasemia. Tämä alkoi yrityksen 5TB: n työasemalla, joka oli suunnattu yrityksen lähes varastointiin, mutta on nyt siirtynyt myös muihin tuotteisiin. Äskettäin ilmoittamassa 8 kt: n asemassa on vaihtoehto, joka käyttää SMR-tekniikkaa.
Hänen mukaansa SMR: n tulevaisuuden pitäisi nähdä vuoden aikana käyttöön otetut kannettavat tietokoneet, ja hän näkee sen siirtyvän 750 Gt / vati 1TB / vati ja lopulta jopa 2 Tt / vati.
Yksi SMR: n ongelma, Cain huomautti, on, että aseman on kirjoitettava tietoja eri tavalla, peräkkäisemmällä tavalla, ja tämä edellyttää tietojen koon muuttamista sen tehokkuuden lisäämiseksi. Re kertoi olevansa yhtä mieltä siitä, että joissain työmäärissä oli ongelmia, mutta sanoi, että 99, 9 prosentilla tapauksista ei ollut merkittävää suorituseroa. Hänen mukaansa tyypillisesti välimuistin määrät asemalla eliminoivat vaikutukset. Cain totesi, että on olemassa joitain uusia standardeja - vyöhykelohkokomennot (ZBC) SAS-asemalle ja vyöhyke ATA-komennot (ZAC) SATA-asemille, jotka on suunniteltu standardisoimaan SMR-asemien käyttöä.
Toshiban yrityksen kiintolevytuotemarkkinointipäällikkö Scott Wright kertoi, että Toshiba osallistuu alakomiteoihin, jotka työskentelevät SMR-asemien komentojen standardoinnin parissa, ja odottaa ratifioitua standardia seuraavien kuukausien aikana, ja uskoo sen olevan sopiva sovelluksille, joissa on paljon peräkkäisiä kirjoituksia., kuten esineiden varastointi. Hän odottaa näkevänsä kaikki myyjät, jotka tarjoavat varhaiselle käyttöönottajalle suunnatut asemat seuraavan vuoden aikana, laajamittaisen käyttöönoton vuoden 2015 jälkipuoliskolla.
Suljetut asemat
Toinen vaihtoehto, jota olemme alkanut nähdä, sisältää suljetut käyttölaitteet, joissa helium korvaa ilman ilmatiiviisen aseman sisällä.
Viime vuonna HGST aloitti 6TB-aseman toimittamisen, joka sallii enemmän levyjä suljetuissa, yhden korkeuden asemissa. Tämä käyttää HelioSeal-nimistä tekniikkaa, jossa käyttölautaset on suljettu suljettuun asemaan, joka on täytetty heliumilla. Cain huomauttaa, että helium, joka on ilmaa kevyempi, vähentää ilman turbulenssia ja vetäytymistä lautasten välillä ja voi näin ollen vähentää aktiivisen tehontarpeen huomattavasti. Siksi, Cain sanoo, se on ihanteellinen ympäristöihin, joissa palkitaan virrankulutus ja paikoillaan olevien akselien lukumäärä. (Huomaa, että vaikka HGST on WDC: n tytäryhtiö, sitä johdetaan erillään Western Digital -divisioonasta. Cain sanoo, että vaikka Western Digital on tarkastellut heliumia ja vinoviivaa magneettitallennusta, se ei ole vielä lähettänyt asemia kummallakaan tekniikalla, vaikka hän sanoi "molemmilla tekniikoilla on arvo tietyillä markkinasegmenteillä.")
HGST ilmoitti äskettäin 8 kt: n version tästä asemasta nimeltään Ultrastar He8, joka käyttää nykyisiä PMR-asemia, sekä Ultrastar He10, joka käyttää heliumilla täytettyjä tekniikoita samoin kuin vyöruusu (SMR) tekniikkaa. Se tarjoaa myös tavallisemman 6TB-aseman, joka käyttää viittä 1, 2TB-levyä perinteisessä (sinetöimättömässä) asemakotelossa.
Seagate on päättänyt olla käyttämättä heliumia tässä vaiheessa Re: n kanssa sanoessaan, että vaikka sillä on tekniikkaa käyttäviä asemia, se ei ole vakuuttunut siitä, että se on tehokkain tapa lisätä tiheyttä.
Toshiban Wrightillä oli samanlaisia kommentteja sanomalla, että helium voi olla tarpeen pitkällä tähtäimellä, mutta uskoo, että se voi päästä seuraavaan "usean sukupolven tekniikkaan ilman sitä". Hänen mukaansa teollisuudessa on etenemissuunnitelma, joka etenee kuuteen tai useampaan lautasiin, ja Toshiba odottaa tekevänsä sen.
Kaksiulotteinen magneettinen tallennus (TDMR)
Parin seuraavan vuoden aikana WD on kiinnostunut tekniikasta, jota kutsutaan kaksiulotteiseksi magneettitallenteeksi (TDMR), jossa sinulla on kaksi lukupäätä ja siten voi olla enemmän tietoa samalla alueella vierekkäisten bittien kanssa, joita tutkitaan ja verrataan. verrattuna tapaan, jolla melua vaimentavat kuulokkeet käsittelevät ympäristön melua. Hänen mukaansa tämä lisäsi monimutkaisuutta, mutta saattaa olla järkevää joillekin markkinoille suunnatuissa erityisprojekteissa, koska se laajentaa perinteistä tallennustekniikkaa.
Lämpöavusteinen magneettinen tallennus (HAMR)
Mutta melkein kaikki, joiden kanssa puhuin, ovat yhtä mieltä seuraavasta suuresta tiheyden hyppystä, joka todennäköisesti tulee tekniikasta, jota kutsutaan lämpöavusteiseksi magneettitallenteeksi (HAMR), johon sisältyy lasersäteilyä lämmittämällä pieni osa magneettista mediaa, joka antaa bitille olla kirjoitettu ja sitten olla vakaa, kun ne jäähtyvät. Tällaiset asemat voidaan pakata paljon tiheämmin kuin mikään nykypäivän tekniikka.
Konsepti ei ole uusi - Seagate osoitti sen jo vuonna 2002 - mutta näyttää siltä lähentyvän.
Esimerkiksi Seagate'sin mukaan HAMR: n pitäisi olla valmis joihinkin kaupallisiin esittelyihin vuonna 2016, luultavasti aluksi strategisten kumppaneiden kanssa, ja siitä tulee todennäköisesti yleisempi osa kiintolevyteollisuutta vuoteen 2018 mennessä. Hän sanoi, että HAMR: n lupauksen pitäisi asettaa kova. ajaa teollisuutta "seuraavalla S-käyrällä" (tiheyden parantamiseksi) seuraavalle vuosikymmenelle. Seagate on ilmoittanut toivovansa saavansa 20 Tt: n taajuusmuuttajan, joka käyttää HAMR-tekniikkaa vuoteen 2020 mennessä.
Seagaten toteutus käyttää lähikenttämuuntajaa kirjoituspäänä, jossa lasersäteellä paistaa 830 nm: n valo "pintaplasmonien" kohdalla, joka sitten keskitetään pienempään kohtaan materiaalin lämmittämiseen 600 Kelvin asteen lämpötilaan saakka, missä vaiheessa vähän vaihdettiin arvosta 1 arvoon 0 tai päinvastoin. Kun sijainti jäähtyy, bitti on vakaa. Koko lämmitys- ja jäähdytysjakso tapahtuu nanosekunnissa, Re sanoi.
Western Digitalin Kainin mukaan HAMR tarjoaa mahdollisuuden kasvattaa alueiden tiheyttä kolme-viisi kertaa, mutta lisää kustannuksia. Hänen mukaansa yrityksellä on testejä tuhansien tuntien ajan elävien päiden kanssa taajuusmuuttajissa ja sanoi, että tekniikka on tulossa toteutettavissa, mutta sanoi, että vuosi 2016 "voi olla hiukan aggressiivinen", vaikka hän myös ajatteli, että tekniikka voisi tulla valtavirtaan vuoteen 2018 mennessä.
Toshiban Wright oli hiukan skeptinen ja sanoi, että HAMR: n tulevaisuus oli "vielä jonkin verran epäselvä", ja sanoen, että vaikka kaikki investoivat "energiaavusteiseen" äänitykseen, tuomaristo on edelleen poissa siitä, milloin se otetaan käyttöön. Hän ennusti sen olevan vähintään kolmen tai neljän vuoden päässä.
Bittikuvioinen media
Toinen aihe, johon on kiinnitetty huomiota, on vähän kuvioitu media, mutta yritykset, joiden kanssa puhuin, uskovat tämän olevan paljon kauempana. Re sanoi, että tämä tekniikka ei ole "valmis käyttövalmiiksi" ja että sen infrastruktuuria ei vain ole käytettävissä. Cain oli samaa mieltä siitä, että se oli "paljon pidemmän aikavälin" ratkaisu, vaikka hänen mukaansa yrityksellä oli laboratorioissa esimerkiksi tekniikoita, kuten nanopainatus ja itsekokoonpano. Ja Wright sanoi, että "tieteen tekemisen" aikana Toshiba ei vielä näe "erityistä sieppausta", kun se voisi tulla massatuotantoon.
Flash-muisti
Jotkut kiintolevyteollisuuden ulkopuolella olevat ihmiset ovat ehdottaneet, että flash-muisti voisi korvata kiintolevyteknologian kokonaan, mutta se näyttää epätodennäköiseltä. Vaikka flash-asemat ovat saaneet suosiota, etenkin kannettavissa tietokoneissa ja osana monitasoista tallennusratkaisua yrityksessä, flash on edelleen huomattavasti kalliimpi kuin magneettinen media, etenkin sellaisten tietojen tallentamiseksi, joita ei käytetä usein. Lisäksi valmistettujen flash-sirujen kokonaiskapasiteetti, vaikkakin kasvaa, ei ole läheskään tarpeeksi korvaamaan kehruuväliainetta.
Jopa Toshiba, joka on yksi kahdesta suurimmasta flash-muistin tuottajasta, oli samaa mieltä tästä näkökulmasta Wrightin kanssa huomauttaessaan, että "mikään ei kosketa magneettista mediaa vuosikymmenen ajan" kustannusnäkökulmasta ja että NAND-salamaa ei ole valmistettu tarpeeksi ottamaan haltuunsa jopa 15 prosenttia markkinoista.
Sen sijaan kaikilla yritysvarastojen päättäjillä on järjestelmiä, joissa yhdistyvät jonkin verran flash-muistia kiintolevyihin; ja asiakaspuolella kiintolevyjen myyjät työntävät hybridi-asemia, joissa yhdistyvät vähän salamaa nopeutta varten ja magneettista mediaa lisää kapasiteettia.
Regate sanoi, että Seagate on tarjonnut kannettavien tietokoneiden asemia, joita nämä ominaisuudet (joita se kutsuu SSHD-kiinteiksi kovalevyiksi) seuraavien työasemien kanssa. Western Digitalilla on samanlainen linja WD Black 2 -sarjallaan, kun Kainin mukaan hybridi-asemat tarjoavat "todellisen arvon".
Yksi asia, joka korostaa, on se, että ei voi olla yhtä tekniikkaa, joka ottaa haltuunsa, ja että tulevaisuudessa voi olla tilaa kaikenlaisille tallennusratkaisuille - puhtaasta salamasta, joko kytkettynä suoraan väylän yli tai liitettynä SSD: ksi; tavanomaisille, viiralle ja HAMR: lle - kaikki samanaikaisesti markkinoilla.
Yleensä kiintolevytekniikka on siirtynyt tekniikasta toiseen uudella tekniikalla, joka korvaa edellisen, samoin kuin nykyinen kohtisuora magneettitallennus (PMR) korvasi perinteisen pitkittäisseurannan viimeisen vuosikymmenen aikana. Mutta tämä aika voi olla erilainen, Cain sanoo, useilla eri tekniikoilla, jotka tarjoavat ratkaisuja eri markkinoille, koska kustannuksissa ja nopeudessa on suuria eroja. "Tulevaisuuden ei tarvitse näyttää menneisyydeltä", hän sanoi.
Kaiken kaikkiaan Cain kertoi, että vuoteen 2020 mennessä meillä voi olla 5Tt tai 6TB 3, 5 tuuman asemia vakiona valtavirran asemina jopa 20TB asemilla (kuudessa 3, 3 Tt alustalla), jotka ovat mahdollisia tietyissä erikoistuneissa sovelluksissa, ja jotka voivat kasvaa 50TB asemiksi, kun HAMR tekniikka kypsyy täysin. Se on yksinkertaisesti uskomattoman paljon tallennustilaa.
