您现在的位置是:首页 >科技 > 2020-07-31 15:47:26 来源:

西部数据发布新的18TB,20TB EAMR驱动器

本月初,西部数据宣布其16TB和18TB Gold CMR驱动器以及即将推出的20TB Ultrastar SMR驱动器的零售版。这些九盘磁盘是当今广泛使用的最大的独立硬盘驱动器。

HAMR不会伤害他们-激光辅助硬盘将在2020年问世

今年早些时候,竞争对手的硬盘厂商希捷曾承诺 在2020年交付18TB和20TB硬盘,但它们尚未在零售渠道中实现。

希捷最大的硬盘(如Western Digital的硬盘)需要一种新技术来克服磁记录的两难境地,但是Western Digital的EAMR(能量辅助磁记录)比Seagate所使用的HAMR(热辅助磁记录)异​​国情调低得多。这种更为保守的方法可能有助于Western Digital击败其竞争对手。

了解磁记录难题

磁记录设备上的最大可用数据密度受到三个竞争因素的限制。磁矫顽力(使磁畴退磁所需的磁场强度)必须足够高,以防止单独记录的晶粒相互影响并破坏数据。写头的场强必须足够高以克服介质的矫顽力。最后,由写头产生的字段的大小必须足够小,以免覆盖相邻区域。

为了增加固定大小的单个磁盘中存储的数据量,您必须使用较窄的字段,但这会对潜在的字段强度产生负面影响,这又意味着较小,较弱的字段无法克服足以抵抗单独记录的值之间的“串扰”。

有两种基本方法可以克服上述的“磁记录难题”:您可以设计一种新的记录模式来解决这些限制,或者可以采用一些新技术来显着改变上述三个竞争因素之间的关系。

带状磁记录—一种新的磁写入模式

SMR记录利用重叠的条带铺设磁道,这是因为可以从比写入的窄磁道读取数据。

放大 / SMR记录利用重叠的条带铺设磁道,这是因为可以从比写入的窄磁道读取数据。

西部数据

带状磁记录是一种利用以下事实的技术:我们可以可靠地读取比写入更窄的轨道中的数据。SMR磁盘将其介质划分为单独的区域,在这些区域中,写入以重叠的“带状”磁道放置。

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尽管SMR技术确实可以增加面密度(目前大约增加10-15%),但它们却具有明显的性能和灵活性限制。由于写入磁道比读取磁道宽,因此SMR磁盘无法修改区域中的单个扇区-这样做会擦除与正在修改的扇区相邻的其他扇区。为了克服此限制,将SMR磁盘划分为多个区域,大小通常为256MiB。

每个区域与其相邻区域之间都有足够的线性距离,以允许按需重写整个区域,但是必须对区域进行整体重写。反过来,这意味着单个4KiB扇区重写可能需要先读取,然后再重写整个256MiB区域-最坏情况下的放大损失为13,107,200%。

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买家当心-您一直关注的2TB-6TB“ NAS”驱动器可能是SMR

我们与Western Digital数据中心业务副总裁兼总经理Phil Bullinger讨论了Western Digital对SMR的使用。当前,没有“混合” SMR驱动器-它们是主机管理的或驱动器管理的,两者都不是。

面向消费者的SMR磁盘(例如,备受争议的Western Digital Red和希捷,东芝和Western Digital的小型台式机驱动器)是驱动器管理的SMR。驱动器本身上的固件和处理器管理着对区域的写入对齐,区域被重写时的垃圾收集,以及至少试图使SMR驱动器达到预期的水平以适应典型的用户工作负载所需的所有其他操作。

相比之下,面向企业的SMR磁盘是由主机管理的。在主机管理的SMR磁盘中,缓存,区域管理以及优化驱动器写入模式所需的所有其他操作都在主机计算机上进行。这不仅允许更大的缓存,而且还允许在应用程序级别本身的堆栈下方进行数据优化。如果应用程序可以有意地以256MiB的块形式生成数据,而不是更小的,更多的随机操作,则其性能将在具有匹配的256MiB区域的驱动器上猛增。

Western Digital的新型16TB和18TB Gold驱动器不使用SMR技术。更大且20TB的Ultrastar兄弟具有而且必须—由主机管理的SMR,可以使其从几乎完全相似的硬件中获得11%的额外数据密度。

下一代磁记录技术:HAMR,MAMR和EAMR

潜在增加存储密度的另一种方法是通过引入实质上不同的记录技术来更改“磁记录难题”的参数。

希捷的HAMR(热辅助磁记录)就是这种新记录技术的一个例子。HAMR使用小型激光精确加热记录介质,从而在极小且轮廓分明的区域中暂时降低了矫顽力。暂时降低的矫顽力允许较小(且必定较弱)的场更改该区域,而不会影响周围的单独记录的区域。

在较早的研究中,西部数据偏爱类似的技术-MAMR或微波辅助磁记录。MAMR使用微波发射器来激发驱动器的一小部分区域,以类似地将矫顽力降低到目标区域,时间足以执行写操作。

尽管Western Digital仍在继续研究MAMR技术,但本月新驱动器中使用的技术(EAMR或能源辅助磁记录)的异国情调却要少得多。EAMR并没有通过微波或激光发射来改变介质的磁性,而是通过使用写头主极上的偏置电流以及音圈上的电流,更加快速,准确地稳定了写场。

正如您在上方画廊的Western Digital图表中所看到的那样(Bullinger向我们保证是使用实际数据的实际图表,而不是理论模型),对主极进行偏置会导致磁头的磁头曲线更加连贯,可预测整个。与没有主极偏置的情况相比,这可以写到明显更小的区域。

新的18TB和20TB驱动器还采用了三级执行器,Bullinger告诉我们这是行业第一。每个阶段都是一个单独的铰接枢轴点,用于控制驱动器磁头的位置。第一阶段对磁头位置进行快速,彻底的更改,而其他两个阶段(毫微致动器和微致动器)则进行越来越小的精细更改。三级设计有助于提高驱动器的密度,使其能够根据需要快速而准确地定位其磁头。

最后,像所有超大型现代驱动器一样,Western Digital的EAMR磁盘是完全密封的,内部有氦气。在给定压力下,较低的氦气密度为磁头和盘片创造了更少的湍流环境,从而实现了更快速,更准确的跟踪。

产品线和可用性

目前,您不会在任何Gold硬盘的数据表中找到SMR信息。我们打电话给Western Digital代表进行澄清-由于Gold系列中没有驱动器使用SMR,该公司认为SMR通知不是必需的。(我们强烈建议以后将此信息包含在驱动器的数据表中。)

Western Digital的代表告诉我们,最好将公司的Gold驱动器视为Ultrastar DC系列的子集-所有Gold磁盘在技术上都具有与Ultrastar等效的等同物,但并非所有Ultrastar磁盘都具有Gold等同物。金牌产品线都是企业级驱动器,但是整个产品线始终都是全SATA,全CMR。Ultrastar系列产品中的驱动器可以提供SATA或SAS接口,以及常规或带状磁记录。

新型非SMR 16TB和18TB Western Digital Gold驱动器通常可从Western Digital的 公司商店和当今的标准零售渠道购买。Western Digital告诉我们,由主机管理的SMR 20TB Ultrastar DC HC650 目前正在生产样品,以供某些客户选择,并将在下个季度广泛提供。