15.12.2020


Обзор жестких дисков Western Digital Ultrastar DC для центров обработки данных

Жесткие диски (HDD) – есть и будут оставаться основным способом хранения информации в обозримом будущем. Облачные рабочие нагрузки продолжают стимулировать спрос на оптимизированные по емкости жесткие диски, которые поддерживают растущие потребности в облачных и гипермасштабируемых системах хранения данных, массивных масштабируемых центрах обработки данных с высокой плотностью хранения, сети доставки контента, бизнес-процессах и XaaS. Бизнес-модели поставщиков облачных услуг ориентированы на постоянное увеличение емкости жестких дисков для эффективного удовлетворения требований к плотности хранения данных в ЦОДах по мере увеличения объема данных.

На протяжении почти 50 лет Western Digital работает над развитием принципов хранения данных, внедряя различные технологии для постоянного увеличения емкости HDD. По оценкам IDC, объем хранимых данных к 2024 году достигнет 143 зеттабайта.

Чтобы соответствовать запросам эпохи зеттабайта, потребуются новые технологии для увеличения объема данных в ЦОДах при одновременном снижении стоимости жизненного цикла всей системы хранения данных.

Жесткий диск ЦОДа – это комплекс аппаратного и программного обеспечения, состоящий из почти 300 компонентов и более миллиона строк программного кода. Это технически сложная система с множеством взаимозависимых технологий, ориентированных на обеспечение хранения больших объемов данных, производительности и надежности.

Жесткие диски Ultrastar® DC HC550 18 ТБ CMR и Ultrastar® DC HC650 20 ТБ SMR – это первые жесткие диски, в которых реализованы наибольшие в этой отрасли мощности, а также это доказательство преимущества Western Digital в плотности размещения данных. Эти диски характеризуются повышенным количеством дорожек на дюйм (Tracks per Inch, TPI) и битов на дюйм (Bits per Inch, BPI), обеспечивающим увеличение плотности записи данных на пластину по сравнению с продуктами предыдущего поколения.

Ultrastar DC HC550 18 ТБ CMR HDD и Ultrastar DC HC650 20 ТБ SMR HDD впервые представляют технологию магнитной записи с усилением энергии (EAMR) и трехступенчатый привод (TSA).

Эти технологии интегрированы с базовой технологией HelioSeal®. Shingled Magnetic от Western Digital (технология магнитной записи, SMR) обеспечивает максимальную емкость 20 ТБ. В сочетании эти технологии предоставляют самые мощные в отрасли жесткие диски для центров обработки данных.

Технология записи с энергетической поддержкой (Energy-Assisted Magnetic Recording - EAMR)

Жесткие диски Western Digital 18 ТБ и 20 ТБ – первые в отрасли жесткие диски, основанные на технологии EAMR для увеличения плотности записи до 1022 Гбит/дюйм2 для Ultrastar DC HC550 18 ТБ CMR и 1160 Гбит/дюйм2 для Ultrastar DC HC650 20 ТБ SMR. Перпендикулярная магнитная запись (PMR) с энергетической поддержкой (ePMR) – это первое поколение EAMR. Далее в рамках исследований Western Digital внедрила технологию записи с поддержкой микроволнового излучения (MAMR) и магнитной записи с подогревом (HAMR).

Во время операций записи записывающие головки не достигают насыщения магнитным полем равномерным образом и, таким образом, создают непостоянное магнитное поле на носителе. Это вызывает искажение тока записи, которое характеризуется как "джиттер". ePMR применяет электрический ток к основному полюсу записывающей головки на протяжении всей операции записи. Этот ток генерирует дополнительное магнитное поле, которое создает оптимальные условия для перемагничивания битов носителя. Это, в свою очередь, обеспечивает более стабильный сигнал записи, что значительно снижает джиттер. Когда джиттер уменьшается, можно минимизировать пространство между записанными битами, тем самым увеличивая BPI и плотность записи.

Трехступенчатый привод

Жесткие диски Western Digital емкостью 18 и 20 ТБ объединяют первый в отрасли трехступенчатый привод (Triple Stage Actuator – TSA) на 9-дисковой платформе. TSA использует три точки поворота: привод двигателя звуковой катушки (VCM), миллиактуатор и микроактюатор. Использование трех точек поворота позволяет повысить частотную ширину сервопривода, что приводит к более точному расположению головки на треке. Благодаря увеличению большей точности положения головки дорожки можно записывать ближе друг к другу для более высокого TPI и большей плотности записи, что приводит к увеличению емкости жестких дисков.

Технология HelioSeal

Технология HelioSeal легла в основу построения жестких дисков Ultrastar большой емкости. Western Digital – лидер отрасли по производству гелия. Компания поставила на сегодняшний день более 65 миллионов гелиевых жестких дисков. Ultrastar DC HC550 и DC HC650 – это продукты 6-го поколения Western Digital с HelioSeal. HelioSeal обеспечивает менее плотную атмосферу в корпусе жесткого диска, практически устраняя турбулентность. Это позволяет механизмам чтения/записи более точно и надежно отслеживать носители, обеспечивая более высокую производительность, меньшее энергопотребление и большую емкость при увеличении количества более тонких носителей в корпусе.

Черепичная магнитная запись

Перекрывающиеся дорожки сгруппированы в полосы, называемые зонами, фиксированной емкости для более эффективной организации данных и возможности частичного обновления. Ultrastar DC HC650 использует управляемый хостом SMR, который полагается на хост для управления и объединения потоков записи в каждой зоне для увеличения емкости по сравнению с обычными жесткими дисками центра обработки данных. Управляемая хостом SMR требует изменений приложения для вызова библиотек Linux®, чтобы обеспечить упорядочение данных при записи в целевую зону.

Резюме

HDD Ultrastar DC HC550 18 ТБ CMR и HDD Ultrastar DC HC650 20 ТБ SMR обеспечивают лучшую в отрасли емкость для центров обработки данных благодаря сочетанию новых и проверенных технологий. Western Digital первой предоставила технологии EAMR и TSA. Эти новые технологии в сочетании с дальнейшим практическим применением и технологией HelioSeal обеспечивают самые высокие в отрасли возможности для масштабирования данных с оптимизированной стоимостью жизненного цикла для архитектур ЦОДов, сохраняя при этом надежность и производительность рабочих нагрузок.

Western Digital является товарным знаком корпорации Western Digital и (или) ее подразделений в США и других странах.