HAMR: următorul salt înainte este acum

La începutul anului 2017, Seagate a anunțat că primele unități de hard disk care utilizează înregistrarea magnetică asistată de căldură, sau HAMR, vor fi livrate către clienți cheie până la sfârșitul anului 2018.

Anunțăm acum că, de fapt, Seagate livrează deja unități HAMR pentru testele de integrare ale clienților – iar rezultatele sunt așa cum ne așteptam. Unitățile HAMR sunt la fel de simplu de integrat și funcționează în mod similar cu orice unitate tradițională. Acestea au trecut testele de calificare cu predictibilitatea pe care am proiectat-o în unități.

Testele noastre HAMR reușite confirmă faptul că produsele noastre sunt plug-and-play, fiabile și pregătite pentru a fi livrate în volum pilot anul viitor:

• Manufacturabilitate: Construit peste 40.000 de unități HAMR; volum pilot în 2018, livrări de volum de unități de peste 20TB în 2019; unitățile sunt construite pe aceeași linie de asamblare automatizată ca și produsele actuale
• Capacitate: A atins o densitate pe suprafață de 2 Tbpsi; creștere anuală a densității cu 30% pe HAMR în ultimii nouă ani
• Fiabilitate: Testele au dovedit transferuri de date pe un singur cap de peste 2PB, depășește specificațiile din lumea reală
• Simplicitate: HAMR este transparent pentru gazdă; a trecut testele clienților folosind codul standard
• Cost: Lanțul de aprovizionare este complet stabilit și gata de lansare; costul preconizat per TB bate tehnologia PMR tradițională

HAMR este o tehnologie concepută pentru a permite următoarea mare creștere a cantității de date care poate fi stocată pe un hard disk. Aceasta utilizează un nou tip de tehnologie magnetică de suport pe fiecare disc care permite ca biții de date, sau granulele, să devină mai mici și mai dens împachetați ca niciodată, rămânând în același timp stabili din punct de vedere magnetic. O mică diodă laser atașată la fiecare cap de înregistrare încălzește un punct minuscul de pe disc, ceea ce permite capului de înregistrare să inverseze polaritatea magnetică a fiecărui bit foarte stabil, permițând astfel scrierea datelor.

În acest scurt material video, descriu esența necesității de a evolua de la PMR (înregistrare magnetică perpendiculară) la HAMR:

De ce se face presiuni pentru a oferi o densitate de date din ce în ce mai mare?

Raportul recent al CID, Data Age 2025, prevede că, până în 2025, crearea de date la nivel mondial va crește la un număr enorm de 163 de zettabyte (ZB). Aceasta este de zece ori mai mare decât cantitatea de date produsă în 2017.

Și IDC continuă să reitereze faptul că hard disk-urile vor avea un rol central în gestionarea a 70 la sută din sfera datelor. Cu alte cuvinte, viitorul este foarte luminos pentru hard disk-uri, presupunând că tehnologia continuă să ofere o capacitate masivă. HAMR este următoarea tehnologie de creștere a densității datelor de pe foaia de parcurs care a fost definită de principalii furnizori de tehnologii de stocare, ca parte a Advanced Storage Technology Consortium (ASTC), care reprezintă consensul industriei.

Seagate este de mult timp liderul care investește în viitorul tehnologiei hard disk-urilor pentru a aborda diversele puncte nevralgice din cadrul centrului de date. Seagate se concentrează cu laser pe inovația în materie de densitate de suprafață pentru a susține cererea în continuă creștere de exabyte. De asemenea, Seagate continuă să fie lider în ceea ce privește creșterea performanțelor, inovând tehnologii avansate pentru a îmbunătăți IOPS și latența și pentru a aborda cerințele TCO cu inovații la nivel tehnologic prin Helium, SMR și alte inițiative.

HAMR oferă singura cale către leadership-ul în materie de densitate areală

Deși Seagate este de obicei înaintea curbei în ceea ce privește furnizarea de noi puncte de capacitate, introducerile tehnologice ale Seagate sunt în concordanță cu punctul de vedere al ASTC privind migrarea tehnologică. Foaia de parcurs ASTC prezentată mai sus ilustrează punctul de vedere al ASTC cu privire la modul în care tehnologia de înregistrare va migra de la o platformă tehnologică la alta. Introducerea HAMR de către Seagate în anul următor reflectă acest consens.

În imagine, vârfurile săgeților colorate indică capacitatea aproximativă de densitate a datelor așteptată de la fiecare tehnologie. ASTC a definit un criteriu formal pentru măsurarea validității demonstrațiilor noilor tehnologii, inclusiv modul în care va fi măsurată densitatea areală.

Seagate a demonstrat deja unități HAMR funcționale care depășesc 2 Tbpsi folosind criteriile ASTC, obținând o capacitate folosind tehnologia de pre-producție care depășește limitele mediilor CoPt pentru stabilitatea termică a celulelor de biți.

Este clar că HAMR este singura tehnologie cercetată și testată în prezent care poate oferi următorul pas necesar în ceea ce privește densitatea areală. Având în vedere limitele PMR (înregistrare magnetică perpendiculară), HAMR ne readuce pe deplin pe calea creșterii densității areale. Este singura tehnologie pe termen scurt capabilă să permită, în cele din urmă, 10 Tbpsi atunci când este asociată cu BPMR (Bit Patterned Media Recording), pentru o îmbunătățire de 10 ori mai mare decât PMR în următorul deceniu.

HAMR este pe cale să livreze unități de peste 20TB până în 2019 și să continue ulterior cu o rată de creștere anuală compusă (CAGR) prognozată de 30 de procente în ceea ce privește densitatea de date pentru a atinge 40TB sau mai mult până în 2023. Această rată de creștere a densității de date este unică pentru HAMR și este crucială pentru a asigura un avantaj continuu în ceea ce privește TCO pe care centrele de date îl cer de la hard disk-uri. De fapt, deși noile componente HAMR adaugă un anumit cost pe cap de disc, unitățile HAMR, în ansamblu, pot oferi un cost per TB redus în comparație cu unitățile PMR, datorită creșterii pure și simple a capacității totale pe disc.

Împreună cu SMR (Shingled Magnetic Recording) și TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording), HAMR poate oferi industriei cel mai bun cost per TB, iar împreună cu tehnicile de paralelism, performanța poate crește în paralel cu creșterea capacității. Beneficiile produselor HAMR traversează toate segmentele; HAMR permite atât clienților, cât și companiilor, să crească în funcție de cerințele de capacitate și performanță ale fiecărei piețe.

Tehnologia HAMR este gata acum

Astăzi, tehnologia HAMR este gata – iar Seagate produce deja unități HAMR fiabile.

Cu zece ani în urmă, dezvoltarea și livrarea de noi modele de capete și suporturi pentru HAMR păreau complexe. Trebuia să definim și să dezvoltăm un nou strat de acoperire a suportului care să fie suficient de „dur” din punct de vedere magnetic pentru a preveni ca granulele de biți din ce în ce mai mici să schimbe polaritatea în mod aleatoriu, dar care să fie suficient de „moale” pentru a putea fi încălzit și răcit ușor și rapid pentru a permite comutarea acelor biți de către capul de înregistrare. Și apoi au mai fost întrebările legate de modul de integrare a diodelor laser și a traductoarelor de câmp apropiat în capetele de înregistrare.

În comparație cu tehnologia veche, adăugarea unui laser la fiecare cap este complicată. Dar echipa de cercetare și dezvoltare Seagate, lider în industrie, a rezolvat întrebare după întrebare – și, în cele din urmă, arhitectura noastră HAMR de astăzi este mai simplă decât orice altă abordare pentru a oferi o densitate de date mai mare după PMR.

Până în prezent, am construit și testat peste 40.000 de unități HAMR (și am construit milioane de capete HAMR). Aceste unități au demonstrat capacitatea de a transfera în mod fiabil peste 2PB de date pe un anumit cap; acest lucru echivalează cu 35PB de date transferate într-o durată de viață de cinci ani pe o unitate de 12TB – cu mult peste orice așteptări de aplicații din lumea reală. Și, în ciuda îngrijorărilor timpurii ale unor observatori din industrie, în unitățile HAMR de la Seagate nu se utilizează nicio nivelare a uzurii și nici nu este necesară pentru a obține fiabilitatea pe care am demonstrat-o.

Fiabilitatea suporturilor din sticlă utilizate în unitățile HAMR este bine stabilită, iar Seagate este expertul principal în dezvoltarea și fabricarea suporturilor. Lanțul nostru actual de aprovizionare cu suporturi de sticlă a demonstrat un MTBF de 2,5M cu produse de livrare.

Puterea, căldura și fiabilitatea sistemelor conexe sunt la fel de nominale. Capetele HAMR integrate în sistemele clienților consumă sub 200mW de energie în timpul scrierii – un procent infim din totalul de 8W de energie pe care o unitate îl utilizează în timpul scrierii aleatorii și menținând cu ușurință un consum total de energie echivalent cu cel al unităților standard. Astfel, nu are loc nicio creștere a temperaturii unității. Bineînțeles, într-o unitate HAMR, suportul este încălzit de dioda laser în timpul procesului de scriere – dar fiecare bit este încălzit și se răcește într-o nanosecundă, astfel încât laserul HAMR nu are niciun impact asupra temperaturii unității sau asupra temperaturii, stabilității sau fiabilității suportului în general.

She bottom line: Unitățile noastre HAMR vor îndeplini aceleași cerințe de fiabilitate pentru centrele de date ca și o unitate PMR.

Este deja în curs de fabricație

Peste designul fiabil și capacitățile dovedite ale primelor noastre unități HAMR, am dezvoltat și implementat, de asemenea, infrastructura de fabricație fiabilă necesară pentru lansarea în volum. Având în vedere că unitățile HAMR sunt deja fabricate în facilitățile noastre de producție, lanțul nostru de aprovizionare intern și extern este solid pus la punct, iar instrumentele de fabricare în volum sunt online.

Așa că, așa cum am menționat în deschidere – după ce am pus la bătaie expertiza echipelor noastre de cercetare și dezvoltare, de dezvoltare a produselor și de testare tehnică pentru a face din HAMR o realitate, anul acesta am început să livrăm unitățile inițiale pentru testele clienților, în timp ce pregătim produsul final care va fi livrat în 2018.

Avem rezultatele. „Testarea HAMR a fost lipsită de evenimente”, deoarece unitățile pur și simplu se conectează și funcționează, iar ratele de eficacitate ale unităților au fost identice cu cele ale oricărui rulaj generic de hard disk de probă înainte de lansare. Clientul nu a fost nevoit să facă nimic special cu unitățile, acestea au fost plug and play și au îndeplinit toate standardele așteptate.

Ele pur și simplu funcționează.

Bun venit în viitorul hard disk-urilor de mare capacitate.