Жорсткі диски за своєю природою нагадують принтери: їхня технологія настільки давня і зрозуміла, що нових проривів очікувати не варто. Крім того, чи не всі сьогодні зосереджені на NVMe та SATA SSD?
Механічні жорсткі диски: несподівано актуальний напрямок
Хоча більшість споживачів вже перейшла на інші рішення, центри обробки даних все ще потребують жорстких дисків з великою місткістю. Саме тому компанія Western Digital (WD) розробляє нові накопичувачі корпоративного рівня, використовуючи технологію, яку вони називають «ePMR» (перпендикулярний магнітний запис з енергетичною підтримкою). Для простоти будемо використовувати термін магнітний запис з енергетичною підтримкою (EAMR).
У липні 2020 року Western Digital представила свої новітні накопичувачі, серед яких диски Gold Enterprise ємністю 16 та 18 ТБ, а також Ultrastar EAMR з вражаючими 20 ТБ, що незабаром з’являться на ринку.
Це колосальний об’єм пам’яті, і вся ця місткість розміщена на одному диску! На жаль, найближчим часом встановити одного з цих 3,5-дюймових гігантів у свій персональний комп’ютер буде неможливо. Поки що ця технологія розрахована лише на корпоративний сегмент.
Проте, для ентузіастів комп’ютерних технологій ця розробка є дуже цікавою.
На чому зосереджені виробники жорстких дисків?
У кожному комп’ютерному компоненті є аспекти, які інженери постійно намагаються покращити. Для процесорів зазвичай прагнуть зменшити розміри та збільшити тактову частоту. У випадку жорстких дисків, основна увага приділяється розміщенню більшої кількості бітів на пластині того ж розміру.
Диск жорсткого диска з головкою для читання/запису над ним.
Жорсткі диски складаються з багатьох компонентів, але основними є диски (або пластини), на яких зберігаються дані, та головка, яка зчитує та записує ці дані.
Як і слід було очікувати, жорсткі диски зберігають дані, використовуючи двійкову систему. Записуюча головка рухається по диску, який обертається, та використовує магнітне поле для запису інформації у вигляді нулів та одиниць.
Часто жорсткий диск порівнюють з вініловим програвачем. Запис містить аудіо, а голка переміщується по певній доріжці, щоб відтворити звук. На LP можна порахувати канавки, щоб поставити голку на потрібне місце. Дані на жорсткому диску настільки малі, що неможливо вручну перемістити головку в певну позицію, тому це завдання виконує комп’ютер.
На відміну від LP, головка не тільки зчитує дані, а й записує їх. Проблема полягає в тому, що операції запису на дисках, які не використовують технологію EAMR, не настільки точні. Це означає, що біти даних не можуть бути розташовані щільно один до одного.
Технологія EAMR спрямована на вирішення цієї проблеми, забезпечуючи запис бітів на пластину з набагато більшою точністю. Під час роботи накопичувачі WD подають електричний струм на основний полюс записуючої головки. Це створює додаткове магнітне поле, яке допомагає зробити сигнал запису більш послідовним. Це, в свою чергу, дозволяє записувати дані на диск точніше.
Коли дані записуються на диск точніше, можна розмістити більше бітів на дюйм (BPI) на одній поверхні. Саме тому EAMR є значним кроком вперед для жорстких дисків: точніші операції запису дозволяють розмістити більше даних на пластині, збільшуючи щільність запису.
Проте, EAMR не є єдиною технологією, що сприяє збільшенню місткості жорстких дисків. Ще одним важливим прогресом у нових накопичувачах WD Gold є використання приводу з потрійним станом (TSA). Це механічне рішення дозволяє більш точно позиціонувати головку над пластиною. Знову ж таки, точніші операції запису сприяють збільшенню обсягу зберігання даних на пластині того ж розміру.
Протягом багатьох років виробники дисків досягали інших успіхів у збільшенні місткості. Одним з них було виготовлення тонших пластин для того, щоб розмістити більше дисків у пристрої того ж розміру.
Коли цей підхід досяг своїх меж, такі компанії, як WD, почали використовувати корпуси для пластин, наповнені гелієм. Це зменшило внутрішнє тертя та виділення тепла, що зробило накопичувач більш енергоефективним.
Все це дозволило розмістити більше пластин на диску. Компанія WD також покращила цей процес, збільшивши кількість пластин з семи у 2013 році до дев’яти, які використовуються сьогодні.
Хоча ці досягнення є важливими, технологія EAMR працює в поєднанні з іншими технологіями для досягнення більшої місткості накопичувачів.
Лише для корпоративного сегмента (на даний момент)
Хоча жорсткі диски з величезною місткістю є привабливою перспективою для домашніх комп’ютерів, наразі вони недоступні для звичайних споживачів. Однак, ситуація може змінитися через кілька років. Наповнені гелієм накопичувачі спочатку також були доступні лише для підприємств, але приблизно через три роки вони з’явилися на споживчому рівні. Сьогодні їх можна знайти у дисках ємністю 12 ТБ або більше, зокрема, у деяких зовнішніх жорстких дисках WD.
Ми звернулися до WD з питанням про можливість використання EAMR та TSA у жорстких дисках споживчого рівня і отримали таку відповідь:
«Хоча ми не розкриваємо наших планів на майбутнє, ми постійно оцінюємо потреби клієнтів у місткості та розуміємо, що потреби у зберіганні даних зростають у багатьох сегментах ринку, включаючи споживачів».
Якщо не брати до уваги накопичувачі NAS, звичайні настільні комп’ютери вже мають досить хорошу місткість жорстких дисків. Ще кілька років тому накопичувачі на 1 або 2 ТБ вважалися великим досягненням; тепер можна придбати диски на 6 або 8 ТБ для домашніх ПК. Додайте до цього декілька накопичувачів NVMe та SSD, і ви зможете зібрати значний об’єм пам’яті в одному корпусі.
Тим не менш, ідея мати 16 ТБ або більше на одному диску є дуже привабливою. Схоже, що, незважаючи на неймовірну продуктивність NVMe та SATA SSD, жорсткі диски ще мають майбутнє.