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.

Компания TrendFocus, по сообщению ресурса StorageNewsletter, обнародовала результаты исследования глобального рынка HDD в I четверти 2024 года. По сравнению с IV кварталом 2023-го поставки устройств увеличились на 2,9 %, достигнув 29,68 млн единиц. При этом суммарная вместимость реализованных накопителей подскочила на 22 % в квартальном исчислении — до 262,13 Эбайт.

Отмечается, что продажи Nearline-дисков в период с января по март включительно превысили 12 млн штук. Общая ёмкость этих устройств составила 210 Эбайт, что соответствует примерно 80 % от общего объёма поставленных HDD.

Источник изображения: pixabay.com

Крупнейшим игроком мирового рынка по итогам I квартала 2024 года стала компания Western Digital с 11,72 млн отгруженных HDD и долей на уровне 39,5 %. В квартальном исчислении продажи поднялись на 8,4 %, а общая вместимость реализованных устройств достигла 127,55 Эбайт. У Western Digital продажи Nearline-дисков достигли в ёмкостном выражении 107,13 Эбайт, что на 61 % больше квартал к кварталу. В штучном выражении спрос подскочил на 41 % — до 5,48 млн Nearline-изделий. Средняя ёмкость таких решений поднялась до 19,6 Тбайт, что на 15 % больше показателя за предыдущий квартал. При этом средняя вместимость всех проданных HDD показала прибавку на 30 % — до 10,9 Тбайт.

На втором месте в рейтинге располагается Seagate с 11,32 млн поставленных накопителей, что соответствует 38,1 % рынка. В квартальном исчислении продажи сократились на 1,9 %, тогда как общая вместимость отгруженных HDD зафиксирована на уровне 99,13 Эбайт. Количество поставленных Nearline-изделий выросло на 7 % квартал к кварталу — до 4,85 млн штук при увеличении суммарной ёмкости на 8 % — до 76,51 Эбайт. Средняя вместимость Nearline-устройств составила 15,8 Тбайт, что на 1 % больше по сравнению с IV кварталом 2023-го. Средняя ёмкость HDD всех типов поднялась на 8 %, составив 8,8 Тбайт.

Замыкает тройку лидеров Toshiba, у которой продажи поднялись на 2,2 %, составив 6,64 млн штук и 35,45 Эбайт. Рыночная доля этой компании равна 22,4 %. В Nearline-сегменте Toshiba реализовала около 1,90 млн устройств суммарной вместимостью 26,58 Эбайт. Рост по отношению к предыдущему кварталу — 27 % и 41 % соответственно. Средняя вместимость HDD составила 5,3 Тбайт, поднявшись на 20 %.

В исследовании говорится, что рыночные доли Western Digital, Seagate и Toshiba в сегменте Nearline по итогам I четверти 2024 года составили соответственно около 45 %, 39,7 % и несколько более 15 %.

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.

Компания Seagate отчиталась о работе в III четверти 2024 финансового года, которая была закрыта 29 марта. Один из крупнейших в мире поставщиков HDD показал смешанные результаты: выручка сократилась, но при этом показана чистая прибыль, тогда как годом ранее были зафиксированы значительные убытки.

Продажи Seagate за трёхмесячный период составили $1,66 млрд. Это примерно на 11 % меньше результата за III квартал 2023 финансового года, когда компания получила $1,86 млрд. Чистая прибыль зафиксирована на отметке $25 млн, или 12 центов на одну ценную бумагу. Для сравнения: годом ранее Seagate потеряла $433 млн, что эквивалентно $2,09 на акцию.

Источник изображения: Seagate

В течение квартала Seagate отгрузила накопители суммарной вместимостью 99,1 Эбайт. Это на 16,5 % меньше по сравнению с результатом годичной давности. При этом средняя ёмкость HDD в годовом исчислении поднялась на 7 % — с 8,2 до 8,7 Тбайт. Устройства большой вместимости принесли $1,18 млрд в общем объёме выручки, что на 4,3 % меньше год к году. Около $178 млн пришлось на решения корпоративного класса и SSD, что соответствует спаду на 30,5 %.

В начале года отмечено сезонное снижение спроса на определённые продукты, в частности, на HDD для систем видеонаблюдения. Но это снижение частично компенсировано увеличением продаж для облачного сегмента. В IV квартале 2024 финансового года компания рассчитывает показать выручку в размере $1,85 млрд ± $150 млн.

Seagate продолжает развивать направление накопителей с технологией HAMR (магнитная запись с подогревом). Говорится, что выпуск устройств с пластинами ёмкостью 4 Тбайт запланирован на II половину 2025 календарного года. Решения HAMR третьего поколения обеспечат объём 5 Тбайт в расчёте на пластину и суммарную вместимость более 50 Тбайт.

Компания TrendFocus, по сообщению ресурса Storage Newsletter, подвела итоги исследования мирового рынка HDD в I квартале 2024 года. Отрасль показала смешанные результаты. С одной стороны, продажи сокращаются из-за сезонных колебаний, но, с другой стороны, в сегменте гиперскейлеров наблюдается спрос на накопители высокой ёмкости.

Суммарные продажи HDD всех типов в период с января по март включительно составили 29,1–30,6 млн ед. Это на 0,9–6,1 % больше в квартальном исчислении, но на 8,9–13,4 % меньше в годовом. Вместимость отгруженных за трёхмесячный период HDD оценивается примерно в 260 Эбайт.

Источник изображения: pixabay.com

Квартальные поставки Nearline-накопителей, по данным TrendFocus, превысили 12 млн штук, а их суммарная вместимость составила примерно 210 Эбайт. Отгрузки производительных HDD корпоративного класса незначительно превысили 1,5 млн единиц. Продажи LFF-изделий для настольных ПК и потребительской электроники зафиксированы на отметке около 9 млн штук. Поставки SFF-устройств для ноутбуков и электроники сократились на 10 % в квартальном исчислении, оказавшись в верхней части «диапазона 6 млн штук».

Крупнейшим игроком мирового рынка HDD остаётся Seagate с долей 39,2–39,5 % и поставками в 11,5–12,0 млн штук. В годовом выражении продажи у этой компании снизились на 17,6–21,0 %. На втором месте в рейтинге находится Western Digital с 37,9–38,1 % и 11,1–11,6 реализованных устройств: продажи год к году сократились на 8,4–12,3 %. Замыкает тройку Toshiba, которая удерживает 22,3–22,9 % рынка с квартальными продажами в размере 6,5–7,0 млн штук. У этой компании отгрузки в годовом исчислении поднялись на 2,0–9,9 %.

Компания Western Digital, по сообщению ресурса AnandTech, начала поставки своего самого ёмкого HDD серии Red Pro — устройства вместимостью 24 Тбайт. Новинка рассчитана на работу в круглосуточном режиме в составе NAS корпоративного уровня с большим количеством отсеков.

Диск Red Pro на 24 Тбайт поступил в продажу примерно через 20 месяцев после того, как вышла модель на 22 Тбайт. HDD изготовлен в LFF-корпусе по технологии традиционной магнитной записи (CMR). Скорость вращения шпинделя составляет 7200 об/мин, объём буфера — 512 Мбайт. Для подключения служит интерфейс SATA-3.

Источник изображения: Western Digital

Накопитель выполнен с применением фирменной технологии OptiNAND, которая использует встроенную флеш-память iNAND для выполнения основных функций по обслуживанию: это позволяет повысить надёжность, оптимизировать производительность и энергопотребление. Встроенный датчик вибрации при вращении (Rotation Vibration, RV) помогает противодействовать эффектам, вызванным повышенной вибрацией при работе в составе NAS. Технология динамического управления высотой полёта головок при сотрясениях повышает надёжность. Благодаря рассеиванию избыточной вибрации по корпусу снижается турбулентность, сохраняется быстродействие и обеспечивается защита данных. Инструмент NASware позволяет точно настраивать параметры диска в соответствии с рабочими нагрузками NAS, что способствует улучшению быстродействия.

Заявленная скорость передачи данных достигает 287 Мбайт/с. Показатель MTBF заявлен на отметке 2,5 млн часов. Среднее энергопотребление в активном режиме составляет 6,4 Вт, в режиме простоя — 3,9 Вт, в режиме сна — 1,2 Вт. Диапазон рабочих температур простирается от 0 до +65 °C. Накопитель имеет габариты 147 × 101,6 × 26,1 мм и массу около 0,67 кг. Предоставляется пятилетняя гарантия.

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.

Компания TrendFocus, по сообщению ресурса StorageNewsletter, подвела итоги исследования мирового рынка HDD в IV квартале 2023 года. Суммарная вместимость отгруженных за трёхмесячный период дисков достигла 214,45 Эбайт, что на 9 % больше в квартальном исчислении. Вместе с тем поставки в штуках сократились на 0,6 % квартал к кварталу — до 28,85 млн ед.

Seagate остаётся крупнейшим игроком рынка с долей приблизительно 40,0 %. В последней четверти 2023-го компания реализовала 11,54 млн HDD. Суммарная вместимость этих устройств поднялась по сравнению с III кварталом 2023-го на 6 % — до 95,13 Эбайт, тогда как средняя ёмкость возросла на 11 %, составив 8,24 Тбайт. В сегменте Nearline-накопителей Seagate увеличила продажи на 8 % в штуках — до 4,53 млн шт., а общая вместимость таких решений поднялась на 14 % — до 70,98 Эбайт. Спрос на производительные HDD корпоративного уровня показал прибавку около 8 % — до 0,76 млн шт.

Источник изображения: Seagate

На втором месте в рейтинге крупнейших поставщиков HDD находится Western Digital с 10,81 млн реализованных за квартал устройств и долей в 37,5 %. Суммарная ёмкость дисков в квартальном исчислении поднялась на 14 %, составив 90,42 Эбайт, а средняя вместимость равна 8,36 Тбайт. Western Digital сообщила о росте спроса на Nearline-изделия на 20 % — до 3,90 млн единиц, в то время как общая ёмкость таких HDD подскочила квартал к кварталу на 22,5 % — до 66,61 Эбайт.

Замыкает тройку Toshiba, которая продала 6,5 млн дисков, заняв 22,5 % мирового рынка. Суммарный объём отгруженных за квартал устройств составил 28,90 Эбайт. Средняя ёмкость HDD поднялась на 1 % по сравнению с предыдущим кварталом — до 4,45 Тбайт. В Nearline-секторе зафиксировано увеличение поставок на 7 % — до 1,50 млн шт., а общая вместимость таких HDD выросла на 2 %, достигнув 18,90 Эбайт.

На накопители приходится значительная доля углеродных выбросов и энергозатрат IT-индустрии. Как сообщает портал IEEE Spectrum, эксперты уверены — в обозримом будущем обеспечить экологическую безопасность и экономическую эффективность хранения можно с помощью технологии хранения информации на магнитных лентах.

По данным экспертов, в 2019 году 60 % всех данных были «холодными», т.е. редко востребованными, но всё ещё очень важными. Полный переход на ленточные накопители (LTO) для таких данных позволит снизить не только выбросы CO₂, но и улучшить экономические показатели. По некоторым оценкам, при переходе на LTO мировые выбросы углекислого газа, связанные с накопителями, снизятся на 58 % или на 79 млн т.

Источник изображения: Brad Johns Consulting

Потребность в накопителях только растёт, и уже в 2025 году, по данным IDC, придётся хранить 17 Збайт данных. Как выяснили IDC совместно с Seagate, в 2021 году 62 % данных хранились на HDD, 9 % на SSD и 15 % — на LTO. Хотя HDD объективно удобнее и значительно быстрее LTO, средний срок эксплуатации жёстких дисков составляет всего 5 лет, в течение которых генерируется эквивалент 2,55 кг CO₂ на 1 Тбайт ежегодно. Для ленточных хранилищ этот показатель составляет всего 0,07 кг/год.

При переходе на LTO снизятся и объёмы электронных отходов. Если HDD в среднем работают 5 лет, то ленточные накопители — 10; поэтому их придётся менять вдвое реже. Например, если ЦОД хранит 100 Пбайт данных в течение 10 лет, то использование HDD приведёт к появлению 7,4 т электронных отходов. Если 60 % информации перенести на ленты, отходов станет меньше на 51 % — 3,6 т. Таким образом, по ряду параметров ленточные накопители будут предпочтительнее HDD ещё минимум десятилетие.

Источник изображения: Brad Johns Consulting

Финансовая выгода такого подхода тоже очевидна. По оценкам Fujifilm, хранение 100 Пбайт обойдётся в $17 707 468, тогда как при переносе 60 % данных на ленты стоимость хранения снизится до $9 476 339. И если крупные операторы активно закупают LTO, то для многих других верная оценка того, какие именно данные являются «холодными», является непростой и дорогой задачей — это одна из причин медленного отказа от HDD в пользу ленточных решений в малых ЦОД.

Тем не менее, будущее ленточных накопителей остаётся под вопросом. Хотя у них пока имеется конкурентное преимущество перед жёсткими дисками, уже ведутся разработки накопителей нового типа. Впрочем, технологии LTO тоже не стоят на месте. Так, в начале года Western Digital предложила новый тип накопителей — высокоинтегрированный LTO-картридж в корпусе HDD.

Некоторые эксперты считают, что жизненный цикл жёстких накопителей подходит к концу. В их числе Шон Розмарин (Shawn Rosemarin), вице-президент по исследованиям и разработкам в подразделении по работе с клиентами (Customer Engineering) компании Pure Storage, заявивший, что после 2028 года жёсткие диски больше продаваться не будут из-за их плохой энергоэффективности и ограниченности применения, а также снижения стоимости флеш-накопителей.

Розмарин подчеркнул, что главным фактором падения конкурентоспособности жёстких дисков по сравнению с SSD станет высокий расход электроэнергии, а не снижение стоимости SSD или появление DFM ёмкостью 300 Тбайт собственной разработки Pure. Он отметил, что даже новейшие технологии магнитной записи с энергетической поддержкой, позволяющие значительно увеличить плотность записи, не спасут ситуацию.

Фото: Pixabay/FilipFilipovic

Производители HDD придерживаются другого мнения. Ещё в 2021 году Seagate заявила, что SSD не станут убийцами жёстких дисков. Мнения VAST и Infinidat по этому поводу заметно отличаются. Если VAST считает, что низкий уровень IOPS приведёт к ограничению использования ёмких HDD в хранилищах данных петабайтного масштаба, то Infidat отвечает, что это «должно быть шутка». Согласно оценкам Gartner, к 2026 году на долю SSD придётся 35 % от общего объёма поставок накопителей корпоративного класса (в Эбайт), что это делает маловероятным прогноз Розмарина.

«3 % мирового энергопотребления приходится на ЦОД, — приводит слова гендиректора Pure Розмарин. — Примерно треть от этого приходится на хранение. Почти всё это — HDD. Если отказаться от HDD и перейти на флеш-память, мы сможем, по сути, снизить энергопотребление на 80–90 %, увеличив плотность [хранения] на порядок в условиях, когда цены на NAND продолжают падать. Становится очевидным, что HDD уходят в прошлое».

Изображение: Pure Storage

Розмарин также отметил проблемы с поставками электроэнергии, доступность которой придётся учитывать при создании или расширении ЦОД — компаниям придётся выбирать между энергоэффективными SSD или ёмкими HDD. Скачок в развитии ИИ-технологий увеличил потребность в хранилищах, добавил Розмарин, что, по его словам, усугубляет проблему с точки зрения того, сколько данных смогут хранить провайдеры в связи с грядущим повышением спроса на электроэнергию.

Следует отметить, что Pure Storage является конкурентом производителей жёстких дисков, поэтому заявление её топ-менеджера необходимо оценивать с учётом этого факта. На данный момент массового перехода на флеш-память не наблюдается — ни один из гиперскейлеров пока не объявил о таком шаге. «Если же кто-то из них это сделает, то это будет сигналом того, что Pure Storage не одинока в своём убеждении », — пишет Blocks & Files.