Toshiba, развивающая как термомагнитную (HAMR), так и микроволновую (MAMR) технологии записи, успешно продемонстрировала накопители объёмом 32 и 31 Тбайт соответственно. До этого момента лишь Seagate смогла выпустить HAMR-накопители объёмом 30 Тбайт с классической геометрией записи благодаря технологии Mozaic, а отметка 32 Тбайт была достигнута уже за счёт использования черепичной (SMR) записи.

Но Toshiba, наконец, доказала, что в состоянии производить HDD аналогичного класса, успешно продемонстрировав сразу два новых диска: HAMR с 10 пластинами и MAMR сразу с 11 пластинами. Причём в обоих случаях речь идёт об SMR-накопителях, так что в CMR-варианте ёмкость составляет 30 Тбайт и 28 Тбайт для HAMR и MAMR соответственно.

Источник: Toshiba

Глава подразделения Toshiba, занимающегося накопителями, Ларри Мартинез-Паломо (Larry Martinez-Palomo) заявил, что компания успешно продвигается в деле разработки высокоёмких HDD на базе HAMR и MAMR. Он также отметил, что в настоящее время новые HAMR-диски Toshiba проходят валидацию. Первых поставок следует ожидать в 2025 году.

Источник: Toshiba via Blocks&Files

Новинки объёмом свыше 30 Тбайт стали плодом сотрудничества Toshiba с производителем носителей Resonac (бывшая Showa Denko Materials) и с крупным поставщиком головок, компанией TDK. В более отдалённой перспективе компания планирует достичь ёмкостей 40 Тбайт и более. Правда, Seagate целится уже в 50 Тбайт. Western Digital пока достигла лишь 28 Тбайт.

HDD нового поколения, использующие технологию магнитной записи с подогревом (HAMR), по заявлениям Seagate, по надёжности сопоставимы с обычными накопителями, выполненными по методике перпендикулярной магнитной записи (PMR). Речь идёт об изделиях на платформе Mozaic 3+, которая была официально представлена в начале нынешнего года.

Для Mozaic 3+ предусмотрено использование ряда инновационных разработок. Это «сверхрешётчатые» пластины из железоплатинового сплава, плазмонное записывающее устройство, спинтронный считывающий модуль Seagate седьмого поколения и пр. Столь значительное количество нововведений, по мнению некоторых специалистов, могло негативно отразиться на сроке службы устройств. Однако производитель заявляет об обратном.

Источник изображения: Seagate

Согласно тестам Seagate накопители на базе Mozaic 3+ могут похвастаться впечатляющими показателями долговечности: их головки чтения/записи в ходе испытаний обработали свыше 3,2 Пбайт данных за 6000 часов. Утверждается, что это более чем в 20 раз превышает типовую нагрузку на nearline-накопители. Фактически, как отмечается, за последние два года компоненты для HAMR-устройств продемонстрировали рост надёжности примерно на 50 %.

Тесты в полевых условиях на выборке из 500+ тыс. накопителей при высоких нагрузках показали, что срок службы головок накопителей HAMR составляет более 7 лет. В большинстве случаев это превышает ожидаемый срок эксплуатации PMR-изделий, который обычно оценивается в 4–5 лет при средних нагрузках.

Кроме того, для HDD на базе Mozaic 3+ компания Seagate указывает показатель MTBF (средняя наработка на отказ) на уровне 2,5 млн часов. Это эквивалентно значению для накопителей на базе PMR. Подчёркивается, что в целом решения на основе Mozaic 3+ соответствуют тем же требованиям качества, что и другие продукты Seagate корпоративного класса.

В своё время технология 3D NAND немало способствовала росту плотности записи и повышению ёмкости SSD. DigiTimes сообщает, что обычные жёсткие диски, в последнее время всё чаще заменяемые твердотельными альтернативами, могут получить второе дыхание благодаря развитию генеративного ИИ и внедрению техники термомагнитной записи (HAMR). Разработка Seagate Technology, по некоторым оценкам, способна дать ежегодный рост плотности записи HDD на уровне 20 %.

По данным японского исследовательского института Techno System Research (TSR), мировые поставки HDD достигли пика в 2010 году, составив 650 млн единиц. С тех пор поставки поступательно уменьшались, в 2023 году упав до 120 млн единиц — более 500 млн «потерянных» HDD заменили SSD. Правда, суммарная ёмкость жёстких дисков продолжает расти, несмотря на снижение отгрузок в штуках.

Фото: Jandira Sonnendeck / Unsplash

Вместе с тем HDD всё ещё выгоднее SSD по соотношению цена/ёмкость, особенно для накопителей nearline-класса. По данным Nikkei, в 2023 году у HDD цена за гигабайт составляла $0,013, а SSD большой ёмкости — на уровне $0,123/Гбайт, т.е. в 9,5 раз больше, чем HDD. По оценкам IDC, для хранения данных генеративного ИИ потребуется средний ежегодный прирост ёмкости накопителей на уровне около 20 %. Если компания ограничена в средствах, она предпочтёт HDD именно из-за более выгодного соотношения цена и ёмкости. Есть и ещё один фактор — сегодня на строительство каждого ЦОД уходит $1–1,5 млрд, а затраты на электроэнергию составляют $10–100 млн ежегодно.

Однако технология PMR актуальна только для жёстких дисков относительно небольшой ёмкости, а более прогрессивные ePMR от Western Digital (WD) и FC-MAMR от Toshiba показывают ежегодный рост плотности примерно на 8 %, пишет DigiTimes. В 2021 году Toshiba предложила технологию MAS-MAMR, позволяющую поднять максимальную ёмкость HDD до 30 Тбайт и дополнительно снизить энергопотребление в пересчёте на Тбайт, что позволило бы модернизировать уже действующие дата-центры.

Seagate же готова начать производство HAMR HDD ёмкостью более 30 Тбайт, в 2025 году она намерена выпустить HDD на 40 Тбайт, а в 2027–2028 гг. ёмкость её накопителей превысит 50 Тбайт. В результате у жёстких дисков действительно откроется второе дыхание к концу десятилетия. Впрочем, Pure Storage прогнозирует, что к этому моменту жёсткие диски, напротив, будут полностью вытеснены SSD благодаря энергоэффективности последних. А спрос на ИИ только подстегнёт замену. Не будут испытывать проблем, похоже, только LTO-библиотеки.

Накопители Seagate с HAMR (магнитная запись с подогревом), по сообщению ресурса Blocks & Files, при использовании черепичной магнитной записи (SMR) показали меньший прирост ёмкости, чем было ранее у традиционных жёстких дисков.

В случае SMR увеличение плотности записи информации по сравнению с PMR/CMR достигается благодаря тому, что головка чтения значительно уже головки записи, что позволяет записывать дорожки с перехлёстом. При этом должна сохраняться защитная дистанция, чтобы предотвратить перекрёстные помехи. Однако у HAMR-дисков имеется меньше возможностей для увеличения вместимости посредством SMR, поскольку возросла плотность размещения дорожек. Иными словами, потенциал для перекрытия сократился. И это не связано непосредственно с HAMR — эффективность реализации SMR зависит от головок.

Изображение: Seagate

При использовании PMR/CMR дорожка записи может быть вдвое шире дорожки чтения. На практике при задействовании SMR можно получить до 20 % ёмкости. В случае HAMR ширина дорожек отличается примерно на треть. Это обеспечивает гораздо меньше возможностей для перекрытия, поэтому, по словам Seagate, фактический прирост ёмкости от использования SMR в таких накопителях достигает порядка 10 %. При этом самые современные HAMR-диски компании имеют ёмкость 30 Тбайт, а их SMR-вариант — 32 Тбайт.

Компания Seagate анонсировала HDD-платформу Mozaic 3+, предназначенную для создания накопителей нового поколения, использующих технологию магнитной записи с подогревом (HAMR). Первыми устройствами, изготовленными по этой методике, станут накопители серии Exos вместимостью 30 Тбайт. В перспективе появятся решения более высокой ёмкости.

Платформа Mozaic 3+ использует ряд инновационных компонентов, позволяющих повысить плотность записи данных. В частности, задействованы «сверхрешетчатые» пластины из железоплатинового сплава. Данный материал значительно увеличивает магнитную коэрцитивность носителя, что позволяет уменьшить размер зерна при сохранении необходимой стабильности хранения информации.

Источник изображений: Seagate

Ещё один ключевой узел — плазмонное записывающее устройство, которое состоит из нескольких элементов, включая нанофотонный лазер. Импульсы с длиной волны 830 нм проходят через фотонный туннель к квантовой антенне, которая фокусирует их в пятне диаметром порядка 35 нм на поверхности носителя, в результате чего соответствующая область нагревается до более чем 400 °C. Цикл нагрева и охлаждения занимает всего около наносекунды.

Благодаря применению плазмонного эффекта удаётся формировать крошечные области записи — намного меньше дифракционного предела, который можно получить с помощью обычной оптики. Плазмонный эффект создаётся в антенне, представляющей собой плазмонный резонатор. Фотоны ударяются о дискообразную металлическую поверхность и создают ток с соответствующим полем — поверхностным плазмоном. Такие плазмоны движутся вдоль края диска к металлическому стрежню, обращенному к поверхности носителя.

Для считывания данных применяется спинтронный модуль Seagate седьмого поколения, конструкция которого изменена для работы с областями меньшего размера. Вся система управляется контроллером Seagate, изготовленным по 12-нм техпроцессу TSMC. Уже разрабатывается платформа Mozaic 4+, которая позволит создавать HDD ёмкостью от 40 Тбайт, а в лабораториях Seagate ведутся эксперименты с системой Mozaic 5+ для накопителей объёмом 50+ Тбайт.

Диск серии Exos вместимостью 30 Тбайт на базе Mozaic 3+ выполнен в LFF-формате. Он содержит 10 пластин ёмкостью 3 Тбайт каждая. Скорость вращения шпинделя равна 7200 об/мин. Заявленное энергопотребление составляет 0,35 Вт на 1 Тбайт против 0,59 Вт на 1 Тбайт у накопителя Exos X16 вместимостью 16 Тбайт.

Компания Seagate, по сообщению ресурса HPCwire, анонсировала СХД Exos Corvault 4U106 на основе HDD, выполненных по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). Причём накопители отдельно от СХД пока не предоставляются. Система будет предлагаться в модификациях суммарной вместимостью 2,0 и 2,5 Пбайт.

Стоечная СХД Exos Corvault 4U106 выполнена в формате 4U и рассчитана на установку 106 накопителей LFF. Применены два контроллера VelosCT, которые функционируют в режиме активный — активный. Для каждого из контроллеров предусмотрены четыре порта mini-SAS-3 HD.

Фирменная технология Autonomous Drive Regeneration (ADR) минимизирует время простоя и сокращает количество компьютерных отходов благодаря восстановлению сбойных накопителей. Функция Autonomic Distributed Allocation Protection Technology (ADAPT) повышает надёжность и способствует более эффективному использованию СХД. Возможно шифрование информации. Пропускная способность достигает 12 Гбайт/с при последовательном чтении данных и 10 Гбайт/с при последовательной записи.

Источник изображения: Seagate

Габариты системы составляют 176,4 × 441 × 1139 мм, вес — 131,5 кг. Предусмотрен интерфейс 1GbE. Максимальное заявленное энергопотребление — 2000 Вт. Диапазон рабочих температур простирается от +5 до +35 °C. Приём предварительных заказов на СХД Exos Corvault 4U106 с накопителями HAMR начнётся в текущем месяце, а поставки будут организованы к концу декабря.

В недавно опубликованном финансовом отчёте Seagate содержится обновлённая информация о планах компании по выпуску HDD следующего поколения. Речь, в частности, идёт о накопителях большой ёмкости, выполненных по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). Ранее говорилось, что к концу 2023 года Seagate анонсирует HAMR-диски вместимостью 32 Тбайт. Но теперь сообщается, что такие устройства выйдут в начале следующего года. Они будут содержать десять пластин вместимостью 3,2 Тбайт каждая.

В отчёте также сказано, что в течение двух лет появятся HDD с технологией HAMR, содержащие десять пластин по 4+ Тбайт каждая. Иными словами, уже к концу 2025-го могут дебютировать накопители вместимостью от 40 Тбайт. По заявлениям Seagate, компания рассматривает HAMR в качестве конкурентного преимущества. Появление моделей большой вместимости становится всё более важным в свете нынешних тенденций по развитию больших языковых моделей и всевозможных сервисов генеративного ИИ.

Источник изображения: Seagate

Технология HAMR предусматривает внедрение ряда новых технических решений. Такие устройства в числе прочего получат усовершенствованные пластины и головки с лазером для нагрева области записи. «Эти диски обеспечивают ёмкость от 30 Тбайт и предлагают клиентам такую же гибкость при использовании как в случае CMR или SMR для дальнейшего увеличения плотности хранения данных», — отмечает гендиректор Seagate Дэйв Мосли (Dave Mosley).

Компания Seagate начала получать выручку от коммерческих СХД Corvault, в которых применяются HDD с технологией магнитной записи с подогревом (HAMR), сообщает ресурс Tom’s Hardware. Массовые поставки таких накопителей отдельно от систем хранения будут организованы в 2024 году.

Как говорилось ранее, к концу 2023-го Seagate анонсирует HAMR-изделия вместимостью 32 Тбайт. В 2024–2025 гг. появятся HDD ёмкостью 36 и 40 Тбайт, а на 2026 год намечен выпуск накопителей с технологией HAMR, которые смогут хранить 50 Тбайт информации.

«В течение июня, как и планировалось, мы начали коммерческие поставки нашей первой системы Corvault на базе HAMR. Ожидаем более широкой доступности этих систем к концу 2023 календарного года», — сказал Джанлука Романо (Gianluca Romano), финансовый директор Seagate.

Источник изображения: Seagate

Также Seagate поставляет образцы HAMR HDD вместимостью «более 30 Тбайт» гиперскейлерам для тестирования и оценки производительности и надёжности. Ожидается, что массовое внедрение таких устройств позволит поднять плотность хранения данных в составе облачных платформ.

Вместе с тем HAMR-накопители потребляют несколько больше энергии по сравнению с изделиями, использующими технологии перпендикулярной магнитной записи (PMR) и черепичной записи (SMR). Поэтому операторам дата-центров необходимо учитывать увеличение энергозатрат.

Seagate также подтвердила планы по выпуску накопителей PMR и SMR нового поколения. В частности, в скором времени появятся HDD вместимостью 24 Тбайт на базе PMR, после чего компания выпустит диск на 28 Тбайт, использующий SMR.

Компания Seagate, по сообщению ресурса Blocks & Files, будет комплектовать интеллектуальную блочную СХД Exos Corvault накопителями, выполненными по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). Это позволит значительно увеличить суммарную вместимость.

Exos Corvault использует платформу с уровнем доступности данных 99,999 %. Технология автономного восстановления накопителей (ADR) снижает необходимость вмешательства со стороны человека и сокращает количество отходов благодаря автоматическому восстановлению накопителей «на лету».

Источник изображения: Seagate

Система, выполненная в формате 4U, вмещает 106 накопителей LFF. В настоящее время применяются HDD вместимостью до 20 Тбайт, что в сумме даёт до 2,12 Пбайт пространства. После перевода на HAMR-накопители станет возможно использование HDD ёмкостью 32 Тбайт. Таким образом, общая вместимость поднимется до 3,37 Пбайт, то есть, возрастёт на 59 %. Более того, в планы Seagate входит выпуск HAMR-устройств ёмкостью 36, 40 и 50 Тбайт. По сути, Exos Corvault будет наращивать вместимость на 0,5 Пбайт в год.

Кроме того, как сообщается, СХД получит усовершенствованный механизм ADR, обеспечивающий доступность накопителей даже во время восстановления. Технология ADR в большинстве случаев позволяет вернуть диск в надёжное рабочее состояние путём перенастройки для обхода сбойных компонентов.

Компания Seagate Technology, по сообщению Tom’s Hardware, раскрыла планы по выпуску HDD большой ёмкости, которые будут использоваться гиперскейлерами и операторами облачных платформ. Seagate готовит накопители, использующие технологии перпендикулярной магнитной записи (PMR), черепичной записи (SMR) и магнитной записи с подогревом (HAMR).

В течение ближайших месяцев компания анонсирует HDD вместимостью 24 Тбайт на базе PMR. Это будет последнее устройство Seagate с технологией перпендикулярной магнитной записи. Позднее появится 28-Тбайт диск, использующий SMR.

Источник изображения: Seagate Technology

Массовое внедрение HAMR предусмотрено для накопителей вместимостью более 30 Тбайт. Так, к концу текущего года могут быть представлены HDD ёмкостью 32 Тбайт: они получат 10 пластин и 20 головок чтения/записи. Далее намечен выпуск ещё нескольких накопителей с аналогичной конструкцией, в частности, ёмкостью 36 и 40 Тбайт. Такие устройства дебютируют ориентировочно в 2024–2025 гг.

В 2026-м появится HDD вместимостью 50 Тбайт: он также получит 10 пластин. Отмечается, что Seagate уже располагает лабораторными образцами магнитных пластин ёмкостью 5 Тбайт.

По итогам III квартала 2023 финансового года, закончившегося 31 марта, Seagate поставила HDD общей ёмкостью 119 Эбайт. Для сравнения: годом ранее отгрузки равнялись 154 Эбайт. Средняя ёмкость HDD достигла 8,2 Тбайт.