El camino a los discos duros de 120 TB

Seagate lanzó recientemente su hoja de ruta tecnológica a largo plazo, que describe planes para producir discos duros de ~ 50 TB para 2026 y discos duros de más de 120 TB después de 2030. En los próximos años, Seagate aprovechará la grabación magnética asistida por calor (HAMR) para aprovechar los medios con patrones de bits (BPM) a largo plazo y ampliar el uso de la tecnología de múltiples actuadores (MAT) para la propulsión de alto rendimiento. Todo esto está dentro del factor de forma de 3,5 pulgadas.

"Podemos aprovechar nuestra experiencia reciente en la construcción de nuestra unidad HAMR de 20 TB para pasar de las demostraciones de laboratorio a los productos. Estamos en camino de entregar 50 terabytes para 2026", dijo John Morris, director de tecnología de Seagate. "Hemos planificado tecnologías de accionamiento que permitirán que HAMR crezca a largo plazo y una ruta a más de 100 TB de dispositivos. Y los discos duros seguirán cumpliendo con los requisitos de almacenamiento con el costo total de propiedad más óptimo durante la próxima década y más allá. "

HAMR para activar discos duros de 90 TB

En los últimos años, la capacidad del disco duro ha aumentado bastante lentamente a medida que la grabación magnética perpendicular (PMR), que incluso se ve mejorada por la grabación magnética bidimensional (TDMR), ha llegado a su límite. El disco duro superior actual de Seagate tiene una capacidad de 20 TB y se basa en HAMR, que no solo promete habilitar discos duros de 3,5 pulgadas con una capacidad de ~ 90 TB a largo plazo, sino que también permite que Seagate aumente las capacidades de su disco duro. productos más rápidamente.

Específicamente, Seagate espera que lleguen más de 30 TB de discos duros en el calendario 2023, luego más de 40 TB en 2024-2025 y, a veces, más de 50 TB de discos duros a veces en 2026. Esto se anunció en su reciente evento Virtual Analyst. El fabricante planea lanzar un disco duro de 100 TB en 2030, seguido de unidades de 120 TB en la próxima década. Para lograr esta mayor capacidad, Seagate está buscando nuevos tipos de soportes.

"A medida que nos acercamos a la capacidad máxima utilizable de la tecnología PMR, cada unidad sucesiva aumenta en 1 TB o 2 TB", dijo Jeff Fochtman, vicepresidente senior de negocios y marketing de Seagate, en la reunión de analistas de la compañía. "Con la tecnología HAMR, podemos saltar en incrementos de 4 terabytes, 6 terabytes o incluso 10 terabytes a la vez".

El disco duro HAMR de 20 TB actual utiliza nueve discos duros de 2,22 TB con una densidad de área de aproximadamente 1,3 TB / pulgada2. Para construir un disco duro de 40 TB con nueve platos, la empresa necesita soportes HAMR con una densidad de área de aproximadamente 2,6 Tb Tb / pulgada.2. La empresa ya alcanzó un valor de 2.381 Tb / pulgada en los años 2018 a 20192 Densidad de área en pruebas de spinstand en su laboratorio y recientemente logró alcanzar 2.6 Tb / pulgada2 Entonces, en el laboratorio, la empresa sabe cómo crear medios para discos duros de 40 TB. Sin embargo, para crear un producto completo, aún no se han desarrollado el cabezal, el controlador de la unidad y otros componentes electrónicos adecuados para la unidad de 40 TB, lo que llevará varios años.

Medios con patrones de bits (BPM) para activar discos duros de hasta 120 TB

En general, Seagate cree que la tecnología HAMR se puede ampliar a lo largo de los años sin cambios importantes. La compañía espera que los medios HAMR y nanogranulares basados ​​en sustratos de vidrio con películas magnéticas de aleación de hierro y platino (FePt) se escalen a 4 a 6 Tb / pulgada.2 en densidad de área. Esto debería habilitar discos duros con una capacidad de hasta 90 TB.

Para lograr aproximadamente 105 TB, Seagate espera utilizar medios granulares ordenados de 5 a 7 TB / pulgada2 Densidad de área. El fabricante de discos duros más grande del mundo planea utilizar medios BPM (Full Bit Patterned) con 8 TB / pulgada2 Densidad de área o superior. Todos los nuevos tipos de medios continúan requiriendo alguna forma de grabación magnética asistida, por lo que HAMR permanecerá con nosotros de una forma u otra durante los próximos años.

"Vemos una oportunidad para escalar este espacio de diseño a un área de 4 Tb / pulgada con medios granulados2 hasta 6 libras por pulgada2En este punto, planeamos agregar patrones en una dimensión usando medios de grano ordenados ", dijo Morris". Esperamos que este sea un trampolín para que los medios ingresen al área de 5 Tb / in2 hasta 7 libras por pulgada2. Luego pasaremos a medios completamente estructurados para abrir densidades de hasta 8 Tb / in2 e incluso más alto. Con la CAGR de densidad de área que se acaba de introducir, tenemos una forma de 10 TB por disco duro para 2030. Esto corresponde entonces a nuestras perspectivas de límites tecnológicos en los próximos 10 a 15 años. "

Mejoras de rendimiento incluidas

Aumentar la capacidad de los discos duros es extremadamente importante para mantenerlos competitivos con los discos de estado sólido. Sin embargo, para seguir siendo relevante para los operadores de centros de datos en la nube, los discos duros también deben mejorar el rendimiento secuencial y aleatorio.

El rendimiento secuencial de los discos duros aumenta junto con la densidad de área, por lo que vemos un deterioro gradual en el rendimiento del disco duro cada año. Sin embargo, a medida que aumenta la capacidad de una unidad, disminuye el rendimiento aleatorio de IOPS por TB. Esto requiere que los operadores de grandes centros de datos mitiguen esto con cachés para mantener su calidad de servicio, lo que significa costos adicionales.

Seagate y Western Digital han intentado aumentar radicalmente el rendimiento secuencial y aleatorio de los discos duros instalando más de un actuador con varios cabezales de lectura / escritura en un disco. La tecnología Mach.2 de Seagate, que incluye dos actuadores, puede casi duplicar el rendimiento de IOPS por TB de un disco duro y aumentar drásticamente las velocidades secuenciales de lectura / escritura. Además, con dos actuadores independientes, Seagate puede reducir el tiempo necesario para probar una unidad antes de enviarla casi a la mitad, lo que reduce los costos de fabricación. El beneficio de dos actuadores se vuelve aún más significativo a medida que los fabricantes de HDD cambian a plataformas con más platos.

"Un beneficio notable de estandarizar la tecnología de actuador dual es que reduce drásticamente el tiempo de prueba y, por lo tanto, el tiempo de producción del disco duro", dijo Fochtman. "Esta es una ventaja que queremos ver en el lado de los costos del negocio".

Hay aproximadamente una docena de clientes que ya utilizan discos duros basados ​​en Seagate Mach 2 PMR en sus centros de datos, a pesar de que estos discos no tienen una marca comercial. Eventualmente, la compañía planea poner discos duros Mach.2 a disposición de otros clientes, pero no ha anunciado cuándo lo harán. Sin embargo, el fabricante está dispuesto a expandir su tecnología Mach.2 una vez que sus unidades alcancen capacidades superiores a 30 TB, ya que las unidades con un actuador no funcionarán bien y un diseño con un actuador aumentaría el costo total de propiedad.

"Aunque Mach.2 está activo y ahora en uso, también se encuentra todavía en un modo de puesta en escena de tecnología", dijo Fochtman. "Cuando alcanzamos puntos de capacidad por encima de los 30 terabytes, eso se convierte en la característica estándar en muchos entornos de centros de datos grandes".

El TCO de HDD permanece bajo

En términos de costo total de propiedad, Seagate confía en que los discos duros seguirán siendo dispositivos de almacenamiento asequibles durante los próximos años. Seagate cree que 3D NAND no superará a los discos duros en términos de costo por GB en el futuro cercano y que el costo total de propiedad de los discos duros seguirá siendo competitivo. Actualmente, el 90% de los datos almacenados por los centros de datos en la nube se almacenan en discos duros y Seagate espera que continúe haciéndolo.

"Creemos que el costo total de propiedad de los discos duros y SSD se mantendrá aproximadamente en equilibrio", dijo Morris. "Tanto los SSD como los discos duros continuarán mejorando su propuesta de valor, y la demanda de almacenamiento para ambos continuará creciendo. Ambos son tecnologías importantes para la creciente esfera de datos y su relación sinérgica en la infraestructura del centro de datos continuará".

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