HAMR : le prochain bond en avant est maintenant

En début d’année 2017, Seagate a annoncé que les premiers disques durs utilisant l’enregistrement magnétique assisté par la chaleur, ou HAMR, seraient expédiés à des clients clés d’ici la fin de 2018.

Nous annonçons maintenant qu’en fait, Seagate expédie déjà des unités HAMR pour les tests d’intégration des clients – et les résultats sont conformes à nos attentes. Les disques HAMR sont aussi simples à intégrer et fonctionnent de manière similaire à tout disque traditionnel. Ils ont passé les tests de qualification avec la prévisibilité que nous avons intégrée aux disques.

Nos tests HAMR réussis confirment que nos produits sont plug-and-play, fiables et prêts à être expédiés en volume pilote l’année prochaine :

• Fabricabilité : Construit plus de 40 000 lecteurs HAMR ; volume pilote en 2018, expéditions en volume de lecteurs de 20 To+ en 2019 ; les lecteurs sont construits sur la même ligne d’assemblage automatisée que les produits actuels
• Capacité : Obtention d’une densité surfacique de 2 Tbpsi ; croissance annuelle de 30 % de la densité sur HAMR au cours des neuf dernières années
• Fiabilité : Les tests ont prouvé des transferts de données à tête unique de plus de 2PB, dépassant les spécifications du monde réel
• Simplicité : HAMR est transparent pour l’hôte ; a passé les tests des clients en utilisant un code standard
• Coût : La chaîne d’approvisionnement est entièrement établie et prête à être lancée ; le coût projeté par TB dépasse la technologie PMR existante

HAMR est une technologie conçue pour permettre la prochaine grande augmentation de la quantité de données qui peuvent être stockées sur un disque dur. Elle utilise un nouveau type de technologie magnétique de support sur chaque disque qui permet aux bits de données, ou grains, de devenir plus petits et plus denses que jamais, tout en restant magnétiquement stables. Une petite diode laser fixée à chaque tête d’enregistrement chauffe un minuscule point sur le disque, ce qui permet à la tête d’enregistrement d’inverser la polarité magnétique de chaque bit très stable, permettant ainsi l’écriture des données.

Dans cette courte vidéo, je décris le point crucial de la nécessité d’évoluer du PMR (enregistrement magnétique perpendiculaire) au HAMR :

Pourquoi la poussée pour offrir une densité de données toujours plus élevée ?

Le récent rapport de l’IDC, Data Age 2025, prévoit que la création mondiale de données atteindra un énorme 163 zettaoctets (ZB) d’ici 2025. C’est dix fois la quantité de données produites en 2017.

Et IDC continue de répéter que les disques durs seront centraux dans la gestion de 70 % de la datasphère. En d’autres termes, l’avenir est très prometteur pour les disques durs, à condition que la technologie continue d’offrir une capacité massive. Le HAMR est la prochaine technologie permettant d’augmenter la densité des données sur la feuille de route qui a été définie par les principaux fournisseurs de technologies de stockage, dans le cadre de l’Advanced Storage Technology Consortium (ASTC), représentant le consensus de l’industrie.

Seagate est depuis longtemps le leader qui investit dans l’avenir de la technologie des disques durs pour répondre aux différents points douloureux au sein du centre de données. Seagate se concentre au laser sur l’innovation en matière de densité surfacique pour prendre en charge la demande toujours croissante en exabytes. Seagate continue également de montrer la voie pour augmenter les performances en innovant des technologies avancées pour améliorer les IOPS et la latence, et pour répondre aux exigences de coût total de possession avec des innovations au niveau technologique grâce à Helium, SMR et d’autres initiatives.

HAMR offre la seule voie vers le leadership en matière de densité surfacique

Bien que Seagate ait généralement une longueur d’avance dans la livraison de nouveaux points de capacité, les introductions technologiques de Seagate sont conformes à la vision de l’ASTC sur la migration technologique. La feuille de route de l’ASTC présentée ci-dessus illustre la vision de l’ASTC sur la façon dont la technologie d’enregistrement va migrer d’une plateforme technologique à l’autre. L’introduction du HAMR par Seagate au cours de l’année à venir reflète ce consensus.

Dans l’image, les pointes des flèches colorées indiquent la capacité approximative de densité de données attendue de chaque technologie. L’ASTC a défini un critère formel pour mesurer la validité des démonstrations de nouvelles technologies, y compris la façon dont la densité surfacique sera mesurée.

Seagate a déjà démontré des disques HAMR fonctionnels dépassant 2 Tbpsi en utilisant les critères de l’ASTC, atteignant une capacité en utilisant une technologie de pré-production qui dépasse les limites des supports CoPt pour la stabilité thermique des cellules de bit.

Il est clair que le HAMR est la seule technologie recherchée et testée aujourd’hui qui peut fournir la prochaine étape nécessaire dans la densité surfacique. Avec les limites du PMR (enregistrement magnétique perpendiculaire), le HAMR nous ramène sur la voie de la croissance de la densité surfacique. C’est la seule technologie à court terme capable de permettre à terme 10 Tbpsi lorsqu’elle est associée au BPMR (Bit Patterned Media Recording), pour une amélioration de 10x par rapport au PMR au cours de la prochaine décennie.

L’HAMR est en passe de fournir des disques de plus de 20 To d’ici 2019, et de continuer par la suite avec une prévision de 30 % de TCAC (taux de croissance annuel composé) de la densité de données pour atteindre 40 To ou plus d’ici 2023. Ce taux de croissance de la densité de données est unique à HAMR et est crucial pour garantir un avantage continu en termes de coût total de possession que les centres de données exigent des disques durs. En fait, bien que les nouveaux composants HAMR ajoutent un certain coût par tête, les disques HAMR dans leur ensemble peuvent fournir un coût par To réduit par rapport aux disques PMR en raison de l’augmentation pure et simple de la capacité totale par disque.

Avec le SMR (Shingled Magnetic Recording) et le TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording), le HAMR peut fournir à l’industrie le meilleur coût par To, et associé aux techniques de parallélisme, les performances peuvent évoluer parallèlement aux augmentations de capacité. Les avantages des produits HAMR traversent tous les segments ; le HAMR permet aux couloirs de nage des produits des clients et des entreprises de croître avec les exigences de capacité et de performance de chaque marché.

La technologie HAMR est prête maintenant

Aujourd’hui, la technologie HAMR est prête – et Seagate produit déjà des disques HAMR fiables.

Il y a dix ans, le développement et la livraison de nouvelles conceptions de têtes et de supports pour le HAMR semblaient complexes. Nous devions définir et développer un nouveau revêtement de support qui serait magnétiquement assez « dur » pour empêcher les grains de bits de plus en plus petits de changer aléatoirement de polarité, mais qui était assez « doux » pour pouvoir être facilement et rapidement chauffé et refroidi pour permettre à ces bits d’être changés par la tête d’enregistrement. Et puis, il y avait les questions de l’intégration des diodes laser et des transducteurs de champ proche dans les têtes d’enregistrement.

Par rapport à la technologie héritée, l’ajout d’un laser à chaque tête est compliqué. Mais l’équipe de recherche et développement de Seagate, à la pointe de l’industrie, a résolu une question après l’autre – et au final, notre architecture HAMR est aujourd’hui plus simple que toute autre approche permettant de fournir une densité de données plus élevée après PMR.

À ce jour, nous avons construit et testé plus de 40 000 lecteurs HAMR (et nous avons construit des millions de têtes HAMR). Ces lecteurs ont démontré leur capacité à transférer de manière fiable plus de 2PB de données sur une tête donnée ; cela équivaut à 35PB de données transférées au cours d’une durée de vie de cinq ans sur un lecteur de 12TB – bien au-delà de toutes les attentes des applications du monde réel. Et malgré les premières inquiétudes de certains observateurs de l’industrie, aucun nivellement de l’usure n’est utilisé dans les disques HAMR de Seagate, et n’est nécessaire pour atteindre la fiabilité que nous avons démontrée.

La fiabilité des supports en verre utilisés dans les disques HAMR est bien établie et Seagate est le principal expert en matière de développement et de fabrication de supports. Notre chaîne d’approvisionnement actuelle en supports en verre a démontré un MTBF de 2,5M avec le produit d’expédition.

L’énergie, la chaleur et la fiabilité des systèmes connexes sont également nominales. Les têtes HAMR intégrées dans les systèmes des clients consomment moins de 200mW d’énergie pendant l’écriture – un infime pourcentage de l’énergie totale de 8W qu’un lecteur utilise pendant l’écriture aléatoire, et maintient facilement une consommation d’énergie totale équivalente aux lecteurs standard. Il n’y a donc aucune augmentation de la température du disque. Bien sûr, dans un lecteur HAMR, le support est chauffé par la diode laser pendant le processus d’écriture – mais chaque bit est chauffé et se refroidit en une nanoseconde, de sorte que le laser HAMR n’a aucun impact sur la température du lecteur ou la température, la stabilité ou la fiabilité du support dans son ensemble.

La ligne de fond : Nos lecteurs HAMR répondront aux mêmes exigences de fiabilité des centres de données qu’un lecteur PMR.

Déjà fabriqués

Au delà de la conception fiable et des capacités éprouvées de nos premières unités HAMR, nous avons également développé et déployé l’infrastructure de fabrication fiable nécessaire au lancement en volume. Avec des lecteurs HAMR déjà fabriqués dans nos installations de fabrication, notre chaîne d’approvisionnement interne et externe est solidement en place, et les outils de fabrication en volume sont en ligne.

Donc, comme je l’ai mentionné dans l’ouverture – ayant mis à profit l’expertise de nos équipes de R&D, de développement de produits et de tests d’ingénierie pour faire de HAMR une réalité, nous avons commencé cette année à expédier des unités initiales pour les tests des clients, alors que nous préparons le produit final à expédier en 2018.

Les résultats sont là. « Le test de HAMR s’est déroulé sans incident » parce que les disques se branchent simplement et fonctionnent, et les taux d’efficacité des unités étaient les mêmes que ceux de n’importe quel échantillon générique de disque dur avant la sortie. Le client n’a pas eu besoin de faire quoi que ce soit de spécial avec les disques, ils étaient prêts à l’emploi et répondaient à toutes les normes attendues.

Ils fonctionnent tout simplement.

Bienvenue dans l’avenir des disques durs haute capacité.

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