하드 드라이브 제조업체, 20TB 드라이브의 밀도 증가

하드 드라이브 기술은 종종 저평가 된 경이입니다. 칩 기술은 현대를 창조하는 것보다 더 많은 크레딧을받을 가치가 있지만, 반도체 제조는 하드 드라이브 기술보다 훨씬 더 많은 관심을 받고 있습니다. 그러나 하드 드라이브는 무어의 법칙과 같은 일반적인 추세에 따라 수십 년 동안 같은 공간에서 점점 더 많은 용량을 제공해 왔지만 매끄럽지는 않습니다. 새로운 기술이 도입 될 때 하드 드라이브 밀도가 매우 빠르게 증가하는 경향이 있습니다. 다음 큰 혁신이 이루어질 때까지 속도를 줄이십시오.

지금은 전환 단계에 들어 섰습니다. 오늘날 만들어지는 거의 모든 하드 드라이브를 뒷받침하는 PMR (수직 자기 기록)로 알려진 현재 기술은 스팀이 부족하기 시작합니다. HAMR (heat-assisted magnetic recording)과 같은 새로운 기술이 아직 진행 중이지만 몇 년이 지났습니다.

그 결과 Seagate의 새로운 8TB 비즈니스 급 드라이브 및 HGST의 10TB 버전과 같은 일부 특수 드라이브가 새로운 용량에 도달하는 것을 보았지만 기본 소비자 하드 드라이브는 그보다 더 높은 밀도를 얻는 것이 빠르지 않습니다. 이 기술에 대해 깊이 살펴본 지 몇 년이 지났으므로 최근에 드라이브 제작자들에게 기술과 그 방향에 대해 이야기 할 기회를 얻었습니다.

지난 몇 년 동안 드라이브는 PMR 프로세스를 사용해 왔으며 오늘날 주류 드라이브는 650Gbit / sq의 공중 밀도를 갖습니다. 2.5 인치 드라이브에서는 플래터 당 500GB, 3.5 인치 드라이브에서는 플래터 당 1TB가 허용됩니다. (대부분의 하드 드라이브에는 양면에 여러 개의 플래터가 있습니다.)

일부 드라이브는 플래터 당 최대 1.2TB까지 이동하여 5 개 플래터, 3.5 인치 드라이브에서 6TB를 허용합니다. Western Digital의 기술 담당 부사장 William Cain에 따르면 2.5 인치 플래터 3 개를 사용하는 보관 용 2TB 드라이브까지도 사용할 수 있습니다. Seagate의 수석 부사장 겸 최고 기술 책임자 인 Mark Re는 밀도를 향상시키기 위해 더 엄격한 공차를 사용하여 "현재 기술에는 여전히 많은 마일리지가 있다고 생각합니다"라고 말합니다.

이 외에도 단기적으로 밀도를 높이기 위해 많은 드라이브 제조업체가 새로운 기술로 전환하고 있습니다.

ing 글 자기 기록 (SMR)

Seagate는 드라이브 헤드가 따라 오는 트랙이 지붕의 대상 포진과 같이 겹치는 트랙을 따르는 SMR (Singled Magnetic Recording)이라는 기술을 추진했습니다. Re에 따르면이 기술은 공중 밀도를 25 % 향상시킬 수있다.

SMR은 기존 읽기 / 쓰기 헤드를 사용하는데, 이는 데이터를 읽기위한 기존 드라이브와 동일하게 작동합니다. 그러나 기록하려면 실제로 여러 트랙에 기록해야하며, 이를 위해서는 드라이브를 다른 대역으로 그룹화해야합니다.

Re 씨는 Seagate는 이제 브랜드 소매 드라이브 및 니어 라인 비즈니스 크리티컬 스토리지 드라이브를 포함하여 SMR 기술을 사용하여 "수백만 개의 드라이브"를 출하했다고 말합니다. 이는 니어 라인 엔터프라이즈 스토리지를 목표로하는 회사의 5TB 데스크탑 드라이브에서 시작되었지만 이제는 다른 제품으로도 이전되었습니다. 회사가 최근 발표 한 8TB 드라이브에는 SMR 기술을 사용하는 변형이 있습니다.

그는 SMR의 미래에 1 년 안에 노트북 드라이브가 소개 될 것이며, 플래터 당 750GB에서 플래터 당 1TB로, 그리고 결국 플래터 당 2TB 정도가 될 것으로보고있다.

Cain은 SMR의 한 가지 문제는 드라이브가보다 순차적 인 방식으로 정보를 다르게 작성해야하며, 이를 위해서는 데이터 크기를 조작하여 효율적으로 수행해야한다는 점입니다. Re는 일부 워크로드에 문제가 있음에 동의했지만 99.9 %의 경우에는 현저한 성능 차이가 없다고 말했습니다. 그는 일반적으로 드라이브의 전형적인 캐시 양이 영향을 제거한다고 말했다. Cain은 SAS 드라이브 용 ZBC (zone block command) 및 SMR 드라이브 사용을 표준화하도록 설계된 SATA 드라이브 용 zone ATA command (ZAC)와 같은 몇 가지 새로운 표준이 있다고 언급했습니다.

도시바의 엔터프라이즈 HDD 제품 마케팅 관리자 인 스캇 라이트 (Scott Wright)는 도시바가 SMR 드라이브 명령 표준화 작업을 수행하는 소위원회에 참여하고 있으며 향후 몇 개월 내에 비준 된 표준을 기대하고 있으며, 순차적 인 쓰기가 많은 애플리케이션에 적합하다고 믿고있다 객체 저장소와 같은 그는 내년 쯤 얼리 어답터를 목표로 드라이브를 제공하는 모든 벤더가 2015 년 하반기에 대규모로 채택 될 것으로 예상합니다.

밀폐형 드라이브

우리가보기 시작한 또 다른 옵션은 밀폐 된 드라이브 내부의 공기를 대체하는 헬륨이있는 밀봉 된 드라이브입니다.

작년에 HGST는 밀봉 된 단일 높이 드라이브에 더 많은 플래터를 허용하는 6TB 드라이브를 출하하기 시작했습니다. 이것은 드라이브 플래터가 헬륨으로 채워진 밀봉 된 드라이브로 둘러싸인 HelioSeal이라고하는 기술을 사용합니다. 가인은 공기보다 가벼운 헬륨은 기류와 플래터 사이의 항력을 줄이고 결과적으로 유효 전력 요구량을 크게 줄일 수 있다고 지적했다. 따라서 Cain은 전력 사용과 스핀들 수를 중요시하는 환경에 이상적이라고 말합니다. (HGST는 WDC의 자회사이지만 Western Digital 사업부와는 별도로 운영되고 있으며 Cain은 Western Digital은 헬륨과 자기 기록을 살펴 보았지만 아직 기술이 적용된 드라이브는 제공하지 않았다고 밝혔습니다. "두 기술 모두 특정 시장 부문에서 가치가 있습니다.")

HGST는 최근 현재 PMR 드라이브를 사용하는 Ultrastar He8이라는 8TB 버전의이 드라이브와 헬륨으로 가득 찬 기술과 Singled (SMR) 기술을 사용하는 Ultrastar He10을 발표했습니다. 또한 표준 (비밀 봉) 드라이브 인클로저에 1.2TB 플래터 5 개를 사용하는 표준 6TB 드라이브를 제공합니다.

Seagate는이 시점에서 기술을 사용하는 드라이브가 있지만 밀도를 높이는 가장 효과적인 방법은 아니라고 Re와 함께 헬륨을 사용하지 않기로 결정했습니다.

Toshiba의 Wright는 이와 비슷한 의견을 가지고 장기적으로 헬륨이 필요할 수 있지만 차세대 "기술 없이는 여러 세대의 기술"에 도달 할 수 있다고 믿고 있습니다. 그는 업계에 6 개 이상의 플래터로 발전하는 로드맵이 있으며 도시바는 그렇게 할 것으로 기대하고있다.

2 차원 자기 기록 (TDMR)

다음 몇 년 동안 WD는 2 차원 자기 기록 (TDMR)이라는 기술에 관심이 있으며, 여기에는 두 개의 판독 헤드가 있으므로 동일한 비트 영역에서 더 많은 데이터를 검사하고 비교할 수 있습니다. 소음 제거 헤드셋이 주변 소음을 처리하는 방식과 비교할 때 그는 이것이 복잡성을 가중 시켰지만 기존의 레코딩 기술을 확장함에 따라 일부 시장의 특정 프로젝트에는 의미가있을 수 있다고 말했다.

열 보조 자기 기록 (HAMR)

그러나 내가 말한 거의 모든 사람들은 열에 의한 자기 기록 (HAMR)이라는 기술에서 비롯 될 것이라고 생각합니다. 자성 매체의 작은 부분을 가열하는 레이저 생성 빔이 비트를 허용합니다. 그들이 식을 때 기록되고 그 후에 안정하십시오. 이러한 드라이브는 오늘날의 기술보다 훨씬 더 조밀하게 포장 될 수 있습니다.

이 개념은 새로운 것이 아니며 (2002 년 씨게이트가 다시 설명했지만) 점점 가까워지고있는 것 같습니다.

예를 들어 Seagate의 Re는 HAMR이 2016 년에 전략적 파트너와 함께 상업적으로 도입 될 준비가되었으며 2018 년까지는 하드 드라이브 산업의보다 일반적인 부분이 될 것이라고 말했다. 향후 10 년 동안 "다음 S- 곡선"(밀도 향상을 위해)으로 산업을 추진하십시오. Seagate는 2020 년까지 HAMR 기술을 사용하여 20TB 드라이브를 갖기를 희망하고 있습니다.

Seagate의 구현은 근거리 트랜스 듀서를 "표면 플라즈몬"에 830nm의 빛을 발하는 레이저가있는 쓰기 헤드로 사용합니다. 그런 다음 레이저를 최대 600 도의 켈빈까지 가열하기 위해 더 작은 위치에 초점을 맞 춥니 다. 1에서 0으로 또는 그 반대로 전환되었습니다. 위치가 식 으면 비트가 안정적입니다. 전체 가열 및 냉각주기는 나노초 안에 발생한다고 Re는 말했다.

Western Digital의 Cain은 HAMR이 면적 밀도를 3-5 배 증가시킬 수있는 잠재력을 제공하지만 비용이 추가 될 것이라고 말합니다. 그는 회사가 드라이브에 수천 시간의 라이브 헤드를 테스트 한 결과 기술이 실현 가능하다고 말했지만 2016 년은 기술이 2018 년까지 주류에 들어갈 수 있다고 생각했지만 "약간 공격적 일 수있다"고 말했다.

Toshiba의 Wright는 HAMR의 미래가 "아직 불분명하다"며 모든 사람들이 "에너지 보조"기록에 투자하는 동안 배심원은 언제 배치 될 것인지에 대해 아직 회의적이라고 말했다. 그는 적어도 3-4 년은 떨어져있을 것으로 예측했다.

비트 패턴 미디어

주목을받는 또 다른 주제는 비트 패턴 미디어이지만, 내가 이야기 한 회사는 이것이 훨씬 더 떨어져 있다고 생각합니다. Re는이 기술이 "프라임 타임 (primetime)을위한 준비가되어 있지 않으며"인프라가 제공되지 않는다고 말했다. 가인은이 회사가 실험실에서 나노 임 프린팅 (nano-imprinting) 및 자기 조립 (self-assembly)과 같은 기술을 보유하고 있다고 말했지만이 솔루션이 "훨씬 장기적인"솔루션이라는 데 동의했다. Wright는 "과학이 수행되는 동안"도시바는 아직 대량 생산에 들어갈 수있을 때 "구체적인 차단"을 보지 못한다고 말했다.

플래시 메모리

하드 드라이브 업계 외부의 일부 사람들은 플래시 메모리가 하드 드라이브 기술을 완전히 대체 할 수 있다고 제안했지만 그럴 것 같지 않습니다. 플래시 드라이브, 특히 노트북 및 기업의 계층 형 스토리지 솔루션의 일부로 플래시 드라이브가 인기를 얻고있는 반면, 플래시는 특히 자주 액세스하지 않는 많은 데이터를 저장하는 경우 자기 미디어보다 훨씬 비쌉니다. 게다가, 제조 된 플래시 칩의 총 용량은 증가하고 있지만 방사 매체를 대체하기에 충분하지 않다.

두 개의 가장 큰 플래시 메모리 생산 업체 중 하나 인 Toshiba조차도 이러한 관점에 동의했다. Wright는 비용 측면에서 볼 때 "아무 것도 10 년 동안 자기 매체에 닿지 ​​않을 것"이며, 인수 할 NAND 플래시가 충분하지 않다고 지적했다. 시장의 15 %까지.

대신, 모든 엔터프라이즈 스토리지 제조업체에는 일정량의 플래시와 하드 드라이브를 결합한 시스템이 있습니다. 그리고 클라이언트 측에서 하드 드라이브 공급 업체는 속도를 위해 약간의 플래시를 마그네틱 미디어와 결합하여 더 많은 용량을 제공하는 하이브리드 드라이브를 추진하고 있습니다.

씨게이트는 이제 데스크톱 드라이브와 같은 기능 (솔리드 스테이트 하드 드라이브 용 SSHD라고 함)을 갖춘 노트북 드라이브를 제공하고 있다고 말했다. Western Digital은 WD Black ² 라인과 비슷한 라인을 가지고 있으며, Cain은 하이브리드 드라이브가 "실제 가치"를 제공한다고 말합니다.

한 가지 중요한 점은 인수 할 기술이 하나도없고 미래에는 버스를 통해 직접 연결되거나 SSD로 연결된 순수한 플래시 등 모든 종류의 스토리지 솔루션을위한 공간이있을 수 있다는 것입니다. 기존, 대상 포진 및 HAMR에 모두 동시에 출시됩니다.

일반적으로 하드 드라이브 기술은 기존의 수직 자기 기록 (PMR)이 지난 10 년 동안 기존의 세로 기록을 대체 한 것처럼 이전 기술을 대체하는 새로운 기술로 한 기술에서 다른 기술로 이동했습니다. 그러나 비용과 속도의 큰 차이로 인해 서로 다른 시장에 솔루션을 제공하는 여러 가지 다른 기술이 있기 때문에 이번에는 다를 수 있습니다. "미래는 과거처럼 보일 필요가 없다"고 말했다.

Cain은 2020 년까지 5TB 또는 6TB 3.5 인치 드라이브를 표준 주류 드라이브로 사용하여 일부 특수 응용 프로그램에서 최대 20TB 드라이브 (3.3TB 플래터 6 개)를 사용할 수 있으며 HAMR을 사용할 때 50TB 드라이브로 확장 할 수 있다고 말했습니다. 기술은 완전히 성숙해집니다. 그것은 단순히 놀라운 양의 스토리지입니다.