Western Digital (WD) провела День инвестора в преддверии выделения Sandisk в отдельную компанию по выпуску NAND-накопителей, на котором представила планы по внедрению технологии магнитной записи с подогревом записывающего слоя носителя (HAMR), пишет ресурс Blocks & Files.

Выделение Sandisk в отдельный бизнес связано с тем, что цена акций WD не отражает её фактическую стоимость, отметил Blocks & Files. Предполагается, что в качестве независимой компании Sandisk будет иметь многомиллиардную оценку, что сулит прибыль текущим акционерам WD, которым будет предоставлено 0,33333 акции Sandisk за каждую принадлежащую им акцию WD.

Ирвинг Тан (Irving Tan), который в дальнейшем будет возглавлять производителя жёстких дисков WD, сообщил инвесторам, что с 2023 по 2028 год объём сгенерированных данных вырастет в 3 раза и составит 394 Збайт. Более половины этого объёма (59 %), будет приходиться на корпоративные ЦОД и публичное облако, 15 % — на периферийные площадки, а ещё 26 % — на конечные устройства, такие как ПК и ноутбуки.

Источник изображений: Western Digital

В основных и периферийных ЦОД в 2028 году, как ожидается, будет храниться 3043 Эбайт данных, причем большую часть из них — на Nearline HDD. Это связано с тем, что, по словам WD, корпоративные SSD будут продолжать стоить в шесть раз больше из расчёта за 1 Тбайт, чем диски Nearline, а стоимость приобретения составляет большую часть общих расходов на владение SSD и HDD за весь срок службы. Сообщается, что у SSD совокупная стоимость владения в 3,6 раза выше, чем у HDD, с учётом затрат на приобретение, энергопотребления и других расходов.

WD планирует обеспечить себе сильные позиции на рынке жёстких дисков благодаря выпуску дисков большей ёмкости с переходом на технологию HAMR. В настоящее время компания выпускает жёсткие диски на базе технологии энергосберегающей перпендикулярной магнитной записи (ePMR) второго поколения с использованием улучшенной черепичной записи UltraSMR (32 Тбайт) и традиционной записи CMR (26 Тбайт).

При этом WD использует в дисках 11 пластин, тогда как у Seagate есть 10-пластинные диски с HAMR и SMR на 32 Тбайт, а вскоре станут общедоступными 36-Тбайт HDD. Модели ёмкостью 40 Тбайт запланированы к выходу на конец этого года, а в 2026 году планируется выпускать уже 50-Тбайт диски. Это обеспечит Seagate преимущество в плотности записи и стоимости продукта. Toshiba сделала ставку на FC-MAMR (Flux Control Microwave Assisted Magnetic Recording), магнитную запись с микроволновой поддержкой с управляемым потоком, и пока предлагает накопители с десятью пластинами ёмкостью до 28 Тбайт (SMR).

WD раскрыла свои планы по выпуску HDD до 2030 года и на дальнейший период. Диски с технологией HAMR появятся в 2026 году — с обычной магнитной записью (CMR) ёмкостью 36 Тбайт и с черепичной (SMR) на 44 Тбайт. WD ожидает, что эти диски будут квалифицированы её клиентами среди провайдеров ЦОД к концу 2026 года, когда она начнёт их массовое производство. Компания планирует начать массовые поставки своих накопителей HAMR в I половине 2027 года.

WD также намерена начать выпуск дисков с записью CMR ёмкостью 80 Тбайт и дисков с SMR ёмкостью 100 Тбайт после 2030 года, а затем перейти к выпуску дисков с технологией магнитной записи с точечным подогревом (HDMR) ёмкостью более 100 Тбайт. Для сравнения — Pure Storage, которая уверена, после 2028 года SSD полностью вытеснят HDD из ЦОД, уже представила накопители ёмкостью 150 Тбайт, а теперь готовит и 300-Тбайт модули.

Компания заявила, что большая часть её капитальных затрат и бюджета выделяется на разработку дисков с технологией HAMR. Два клиента из числа гиперскейлеров уже начали тестирование таких дисков, пишет Tom's Hardware со ссылкой на заявление Тана. В свою очередь Seagate сообщила, что тестирование дисков с технологией HAMR заняло много лет. Аналитик Wedbush Мэтт Брайсон (Matt Bryson) подтвердил, что с первой попытки получить рабочий диск с HAMR проблематично.

Seagate объявила о начале пробных поставок жёстких дисков Exos M вместимостью 36 Тбайт, изготовленных по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). В основу устройств положена фирменная платформа Mozaic 3+, представленная около года назад. Новый HDD выполнен в LFF-формате. Конструкция включает 10 пластин, что даёт плотность записи 3,6 Тбайт на пластину: на сегодняшний день это рекордный показатель. По сообщениям сетевых источников, применяется традиционная магнитная запись (CMR).

Как утверждает Seagate, внедрение HAMR-накопителей обеспечивает ряд преимуществ для операторов дата-центров и гиперскейлеров. Это, в частности, гибкость масштабирования, снижение совокупной стоимости владения (TCO), увеличение ёмкости хранилища на 300 % в пределах той же площади, сокращение затрат на терабайт на 25 % и уменьшение энергопотребления на терабайт на 60 %.

Источник изображения: Seagate

Seagate отмечает, что в лабораторных условиях продемонстрировала работоспособность HDD с пластинами ёмкостью более 6 Тбайт. В перспективе данный показатель планируется довести до 10 Тбайт. В случае накопителя с десятью пластинами это даст суммарную вместимость на уровне 100 Тбайт.

О сроках начала массовых поставок дисков Exos M вместимостью 36 Тбайт ничего не сообщается. Нужно отметить, что около месяца назад Seagate начала продажи устройств Exos M на 32 Тбайт: эти изделия используют черепичную магнитную запись (SMR). Кроме того, доступны HDD ёмкостью 30 Тбайт на базе CMR.

Компания Seagate, по сообщению Tom's Hardware, начала продажи первого в мире массового жёсткого диска, выполненного по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). Речь идёт о накопителе ссерии Exos M, который способен хранить 32 Тбайт информации.

Устройство выполнено на платформе Mozaic 3+, которую Seagate официально анонсировала в январе уходящего года. Её ключевыми составляющими являются «сверхрешётчатые» пластины из железоплатинового сплава, плазмонное записывающее устройство, спинтронный считывающий модуль Seagate седьмого поколения и контроллер, изготовленный по 12-нм техпроцессу TSMC.

Источник изображения: Seagate

Накопители на платформе Mozaic 3+ до сих пор поставлялись избранным клиентам в ограниченных количествах, а теперь они добрались до массового рынка. Вместе с тем, как отмечается, возникла некая путница с названием. Так, на странице продукта указано имя Exos M, а в её адресе — Exos M 3+. Оба названия также фигурируют в видеоролике на YouTube.

HDD выполнен в LFF-формате. Модель вместимостью 32 Тбайт (ST32000NM003K) использует черепичную магнитную запись (SMR). На сайте Seagate также упоминается вариант ёмкостью 30 Тбайт (ST30000NM004K), для которого предусмотрено применение традиционной магнитной записи (CMR). Подчёркивается, что устройства спроектированы для поддержки ИИ и приложений с интенсивным использованием данных в современных облачных и корпоративных средах.

По заявлениям Seagate, диски с технологией HAMR по надёжности сопоставимы с обычными накопителями, выполненными по методике перпендикулярной магнитной записи (PMR). Ранее сообщалось, что Seagate проектирует HAMR-устройства вместимостью 40 Тбайт и более. Такие изделия могут дебютировать в 2025 году.

Toshiba, развивающая как термомагнитную (HAMR), так и микроволновую (MAMR) технологии записи, успешно продемонстрировала накопители объёмом 32 и 31 Тбайт соответственно. До этого момента лишь Seagate смогла выпустить HAMR-накопители объёмом 30 Тбайт с классической геометрией записи благодаря технологии Mozaic, а отметка 32 Тбайт была достигнута уже за счёт использования черепичной (SMR) записи.

Но Toshiba, наконец, доказала, что в состоянии производить HDD аналогичного класса, успешно продемонстрировав сразу два новых диска: HAMR с 10 пластинами и MAMR сразу с 11 пластинами. Причём в обоих случаях речь идёт об SMR-накопителях, так что в CMR-варианте ёмкость составляет 30 Тбайт и 28 Тбайт для HAMR и MAMR соответственно.

Источник: Toshiba

Глава подразделения Toshiba, занимающегося накопителями, Ларри Мартинез-Паломо (Larry Martinez-Palomo) заявил, что компания успешно продвигается в деле разработки высокоёмких HDD на базе HAMR и MAMR. Он также отметил, что в настоящее время новые HAMR-диски Toshiba проходят валидацию. Первых поставок следует ожидать в 2025 году.

Источник: Toshiba via Blocks&Files

Новинки объёмом свыше 30 Тбайт стали плодом сотрудничества Toshiba с производителем носителей Resonac (бывшая Showa Denko Materials) и с крупным поставщиком головок, компанией TDK. В более отдалённой перспективе компания планирует достичь ёмкостей 40 Тбайт и более. Правда, Seagate целится уже в 50 Тбайт. Western Digital пока достигла лишь 28 Тбайт.

HDD нового поколения, использующие технологию магнитной записи с подогревом (HAMR), по заявлениям Seagate, по надёжности сопоставимы с обычными накопителями, выполненными по методике перпендикулярной магнитной записи (PMR). Речь идёт об изделиях на платформе Mozaic 3+, которая была официально представлена в начале нынешнего года.

Для Mozaic 3+ предусмотрено использование ряда инновационных разработок. Это «сверхрешётчатые» пластины из железоплатинового сплава, плазмонное записывающее устройство, спинтронный считывающий модуль Seagate седьмого поколения и пр. Столь значительное количество нововведений, по мнению некоторых специалистов, могло негативно отразиться на сроке службы устройств. Однако производитель заявляет об обратном.

Источник изображения: Seagate

Согласно тестам Seagate накопители на базе Mozaic 3+ могут похвастаться впечатляющими показателями долговечности: их головки чтения/записи в ходе испытаний обработали свыше 3,2 Пбайт данных за 6000 часов. Утверждается, что это более чем в 20 раз превышает типовую нагрузку на nearline-накопители. Фактически, как отмечается, за последние два года компоненты для HAMR-устройств продемонстрировали рост надёжности примерно на 50 %.

Тесты в полевых условиях на выборке из 500+ тыс. накопителей при высоких нагрузках показали, что срок службы головок накопителей HAMR составляет более 7 лет. В большинстве случаев это превышает ожидаемый срок эксплуатации PMR-изделий, который обычно оценивается в 4–5 лет при средних нагрузках.

Кроме того, для HDD на базе Mozaic 3+ компания Seagate указывает показатель MTBF (средняя наработка на отказ) на уровне 2,5 млн часов. Это эквивалентно значению для накопителей на базе PMR. Подчёркивается, что в целом решения на основе Mozaic 3+ соответствуют тем же требованиям качества, что и другие продукты Seagate корпоративного класса.

В своё время технология 3D NAND немало способствовала росту плотности записи и повышению ёмкости SSD. DigiTimes сообщает, что обычные жёсткие диски, в последнее время всё чаще заменяемые твердотельными альтернативами, могут получить второе дыхание благодаря развитию генеративного ИИ и внедрению техники термомагнитной записи (HAMR). Разработка Seagate Technology, по некоторым оценкам, способна дать ежегодный рост плотности записи HDD на уровне 20 %.

По данным японского исследовательского института Techno System Research (TSR), мировые поставки HDD достигли пика в 2010 году, составив 650 млн единиц. С тех пор поставки поступательно уменьшались, в 2023 году упав до 120 млн единиц — более 500 млн «потерянных» HDD заменили SSD. Правда, суммарная ёмкость жёстких дисков продолжает расти, несмотря на снижение отгрузок в штуках.

Фото: Jandira Sonnendeck / Unsplash

Вместе с тем HDD всё ещё выгоднее SSD по соотношению цена/ёмкость, особенно для накопителей nearline-класса. По данным Nikkei, в 2023 году у HDD цена за гигабайт составляла $0,013, а SSD большой ёмкости — на уровне $0,123/Гбайт, т.е. в 9,5 раз больше, чем HDD. По оценкам IDC, для хранения данных генеративного ИИ потребуется средний ежегодный прирост ёмкости накопителей на уровне около 20 %. Если компания ограничена в средствах, она предпочтёт HDD именно из-за более выгодного соотношения цена и ёмкости. Есть и ещё один фактор — сегодня на строительство каждого ЦОД уходит $1–1,5 млрд, а затраты на электроэнергию составляют $10–100 млн ежегодно.

Однако технология PMR актуальна только для жёстких дисков относительно небольшой ёмкости, а более прогрессивные ePMR от Western Digital (WD) и FC-MAMR от Toshiba показывают ежегодный рост плотности примерно на 8 %, пишет DigiTimes. В 2021 году Toshiba предложила технологию MAS-MAMR, позволяющую поднять максимальную ёмкость HDD до 30 Тбайт и дополнительно снизить энергопотребление в пересчёте на Тбайт, что позволило бы модернизировать уже действующие дата-центры.

Seagate же готова начать производство HAMR HDD ёмкостью более 30 Тбайт, в 2025 году она намерена выпустить HDD на 40 Тбайт, а в 2027–2028 гг. ёмкость её накопителей превысит 50 Тбайт. В результате у жёстких дисков действительно откроется второе дыхание к концу десятилетия. Впрочем, Pure Storage прогнозирует, что к этому моменту жёсткие диски, напротив, будут полностью вытеснены SSD благодаря энергоэффективности последних. А спрос на ИИ только подстегнёт замену. Не будут испытывать проблем, похоже, только LTO-библиотеки.

Накопители Seagate с HAMR (магнитная запись с подогревом), по сообщению ресурса Blocks & Files, при использовании черепичной магнитной записи (SMR) показали меньший прирост ёмкости, чем было ранее у традиционных жёстких дисков.

В случае SMR увеличение плотности записи информации по сравнению с PMR/CMR достигается благодаря тому, что головка чтения значительно уже головки записи, что позволяет записывать дорожки с перехлёстом. При этом должна сохраняться защитная дистанция, чтобы предотвратить перекрёстные помехи. Однако у HAMR-дисков имеется меньше возможностей для увеличения вместимости посредством SMR, поскольку возросла плотность размещения дорожек. Иными словами, потенциал для перекрытия сократился. И это не связано непосредственно с HAMR — эффективность реализации SMR зависит от головок.

Изображение: Seagate

При использовании PMR/CMR дорожка записи может быть вдвое шире дорожки чтения. На практике при задействовании SMR можно получить до 20 % ёмкости. В случае HAMR ширина дорожек отличается примерно на треть. Это обеспечивает гораздо меньше возможностей для перекрытия, поэтому, по словам Seagate, фактический прирост ёмкости от использования SMR в таких накопителях достигает порядка 10 %. При этом самые современные HAMR-диски компании имеют ёмкость 30 Тбайт, а их SMR-вариант — 32 Тбайт.

Компания Seagate анонсировала HDD-платформу Mozaic 3+, предназначенную для создания накопителей нового поколения, использующих технологию магнитной записи с подогревом (HAMR). Первыми устройствами, изготовленными по этой методике, станут накопители серии Exos вместимостью 30 Тбайт. В перспективе появятся решения более высокой ёмкости.

Платформа Mozaic 3+ использует ряд инновационных компонентов, позволяющих повысить плотность записи данных. В частности, задействованы «сверхрешетчатые» пластины из железоплатинового сплава. Данный материал значительно увеличивает магнитную коэрцитивность носителя, что позволяет уменьшить размер зерна при сохранении необходимой стабильности хранения информации.

Источник изображений: Seagate

Ещё один ключевой узел — плазмонное записывающее устройство, которое состоит из нескольких элементов, включая нанофотонный лазер. Импульсы с длиной волны 830 нм проходят через фотонный туннель к квантовой антенне, которая фокусирует их в пятне диаметром порядка 35 нм на поверхности носителя, в результате чего соответствующая область нагревается до более чем 400 °C. Цикл нагрева и охлаждения занимает всего около наносекунды.

Благодаря применению плазмонного эффекта удаётся формировать крошечные области записи — намного меньше дифракционного предела, который можно получить с помощью обычной оптики. Плазмонный эффект создаётся в антенне, представляющей собой плазмонный резонатор. Фотоны ударяются о дискообразную металлическую поверхность и создают ток с соответствующим полем — поверхностным плазмоном. Такие плазмоны движутся вдоль края диска к металлическому стрежню, обращенному к поверхности носителя.

Для считывания данных применяется спинтронный модуль Seagate седьмого поколения, конструкция которого изменена для работы с областями меньшего размера. Вся система управляется контроллером Seagate, изготовленным по 12-нм техпроцессу TSMC. Уже разрабатывается платформа Mozaic 4+, которая позволит создавать HDD ёмкостью от 40 Тбайт, а в лабораториях Seagate ведутся эксперименты с системой Mozaic 5+ для накопителей объёмом 50+ Тбайт.

Диск серии Exos вместимостью 30 Тбайт на базе Mozaic 3+ выполнен в LFF-формате. Он содержит 10 пластин ёмкостью 3 Тбайт каждая. Скорость вращения шпинделя равна 7200 об/мин. Заявленное энергопотребление составляет 0,35 Вт на 1 Тбайт против 0,59 Вт на 1 Тбайт у накопителя Exos X16 вместимостью 16 Тбайт.

Компания Seagate, по сообщению ресурса HPCwire, анонсировала СХД Exos Corvault 4U106 на основе HDD, выполненных по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). Причём накопители отдельно от СХД пока не предоставляются. Система будет предлагаться в модификациях суммарной вместимостью 2,0 и 2,5 Пбайт.

Стоечная СХД Exos Corvault 4U106 выполнена в формате 4U и рассчитана на установку 106 накопителей LFF. Применены два контроллера VelosCT, которые функционируют в режиме активный — активный. Для каждого из контроллеров предусмотрены четыре порта mini-SAS-3 HD.

Фирменная технология Autonomous Drive Regeneration (ADR) минимизирует время простоя и сокращает количество компьютерных отходов благодаря восстановлению сбойных накопителей. Функция Autonomic Distributed Allocation Protection Technology (ADAPT) повышает надёжность и способствует более эффективному использованию СХД. Возможно шифрование информации. Пропускная способность достигает 12 Гбайт/с при последовательном чтении данных и 10 Гбайт/с при последовательной записи.

Источник изображения: Seagate

Габариты системы составляют 176,4 × 441 × 1139 мм, вес — 131,5 кг. Предусмотрен интерфейс 1GbE. Максимальное заявленное энергопотребление — 2000 Вт. Диапазон рабочих температур простирается от +5 до +35 °C. Приём предварительных заказов на СХД Exos Corvault 4U106 с накопителями HAMR начнётся в текущем месяце, а поставки будут организованы к концу декабря.

В недавно опубликованном финансовом отчёте Seagate содержится обновлённая информация о планах компании по выпуску HDD следующего поколения. Речь, в частности, идёт о накопителях большой ёмкости, выполненных по технологии магнитной записи с подогревом (HAMR). Ранее говорилось, что к концу 2023 года Seagate анонсирует HAMR-диски вместимостью 32 Тбайт. Но теперь сообщается, что такие устройства выйдут в начале следующего года. Они будут содержать десять пластин вместимостью 3,2 Тбайт каждая.

В отчёте также сказано, что в течение двух лет появятся HDD с технологией HAMR, содержащие десять пластин по 4+ Тбайт каждая. Иными словами, уже к концу 2025-го могут дебютировать накопители вместимостью от 40 Тбайт. По заявлениям Seagate, компания рассматривает HAMR в качестве конкурентного преимущества. Появление моделей большой вместимости становится всё более важным в свете нынешних тенденций по развитию больших языковых моделей и всевозможных сервисов генеративного ИИ.

Источник изображения: Seagate

Технология HAMR предусматривает внедрение ряда новых технических решений. Такие устройства в числе прочего получат усовершенствованные пластины и головки с лазером для нагрева области записи. «Эти диски обеспечивают ёмкость от 30 Тбайт и предлагают клиентам такую же гибкость при использовании как в случае CMR или SMR для дальнейшего увеличения плотности хранения данных», — отмечает гендиректор Seagate Дэйв Мосли (Dave Mosley).