Talerzowe twarde dyski będą dwukrotnie szybsze dzięki nowej technologii Seagate

Dyski twarde są z nami już od 63 lat. Pierwsza taka pamięćmasowa została zaprojektowana w laboratorium IBM w 1954 roku, dlakomputera IBM 305. Urządzenie wielkości dwóch lodówek, ważąceniemal tonę, przechowywało na 50 obracających się talerzach dopięciu milionów sześciobitowych znaków – w dzisiejszych miarachto około 3,75 MB. Odczyt z szybkością 2 Kb/s, czas dostępu 600milisekund, taki był protoplasta twardych dysków.

Współczesne twarde dyski o rzędy wielkości poprawiły teparametry. Miliony razy większa pojemność, dziesiątki tysięcyrazy mniejsze rozmiary, setki tysięcy razy szybszy transfer i setkirazy mniejszy czas dostępu. To wszystko setki milionów razy tańsze(w przełożeniu na pojemność), za gigabajt powierzchni dyskowejpłacimy dziś kilka groszy. I gdyby nie pojawienie się dyskówpółprzewodnikowych (SSD), pewnie dzisiaj zachwycalibyśmy się tymiwskaźnikami. A tak ostatnie trzy firmy, które jeszcze twarde dyskiprodukują, tj. Western Digital, Toshiba i Seagate, z roku na roktylko odnotowują spadającą produkcję i malejące zyski.

A jednak jak kilka miesięcy temu pisaliśmy,dyski SSD mimo swoich przewag technicznych po prostu nie są w staniezastąpić dysków twardych. Powody są czysto ekonomiczne – niktnie jest w stanie dostarczyć na rynek takiej ilości pamięcipółprzewodnikowej, by zaspokoić potrzeby ludzkości. Popyt napamięć rośnie, a produkcja nie nadąża. Zwiększanie produkcjiwcale zaś nie jest tak opłacalne, oznaczałoby przede wszystkimspadek cen, a co za tym idzie, uczyniłoby inwestycje w nowe fabrykinieopłacalnymi. Widać też, że w dziedzinie twardych dysków niepowiedziano jeszcze ostatniego słowa. Szybciej obracające siętalerze, większa ilość pamięci podręcznej, nowe techniki zapisumagnetycznego, nawet wypełnianie dysków helem – to wszystkopozwalało wciąż podnosić parametry pracy współczesnych HDD.

Oczywiście są mechaniczne granice tych ulepszeń. Podniesienieszybkości obracania talerzami w dyskach z 5400 RPM do 7200 RPMniewiele przyspieszyło sekwencyjne operacje odczytu, a to one sąnajważniejsze dla dysków wykorzystywanych do przechowywania dużychilości danych. Można wręcz powiedzieć, że te najszybsze używanew biznesie dyski 15000 RPM mogą być pod względem kluczowegoparametru IOPS (operacje wejścia/wyjścia na sekundę) wolniejszeniż dyski 10000 RPM, a w dodatku o wiele bardziej hałasują isą o wiele droższe. Czyli co, doszliśmy do ściany?

Po raz pierwszy od wielu lat prawdziwą innowację w tejdziedzinie zapowiedziałoSeagate. Zaprojektowało technologię o nazwie Multi Actuator,wprowadzającą do twardego dysku kilka „wyrobników”, czy teżjak to się mówi w języku automatyków – aktuatorów. Są toprzesuwające się nad powierzchnią talerza ramiona, do których nakońcu przymocowane są głowice zapisu/odczytu. Wszystkiewspółczesne twarde dyski zawierają jeden taki aktuator, któryprzesuwa wszystkie głowice razem w zsynchronizowanym ruchu.Największe takie aktuatory przesuwają więc dziś 16 głowic poośmiu talerzach – nawet jeśli w danym położeniu dana głowicanie będzie miała nic do odczytania czy zapisania.

Już w poprzedniej dekadzie Seagate eksperymentowało zwprowadzeniem wielu niezależnych aktuatorów, ale rozwiązanie takiena tamte czasy było zbyt drogie, zbyt ciężkie i zbyt skomplikowanekonstrukcyjnie. Teraz jednak firma jest gotowa wprowadzić na rynekdyski twarde z dwoma aktuatorami ze wspólnym punktem obrotu. Każdyz nich kontroluje połowę dostępnych ramion dysku, dzięki czemumamy dwie oddzielne jednostki, każda poruszająca połowąunoszących się ponad talerzami głowic. Z pomiarów wynika, żetakie rozwiązanie skaluje się liniowo – dwa niezależne aktuatorypozwalają dwukrotnie zwiększyć parametr IOPS, przy tej samejliczbie talerzy i pojemności dysku.

Sceptycy wzruszą ramionami – nawet dwukrotne zwiększeniewartości IOPS wypada marnie w porównaniu do wyników SSD. Najlepszedyski twarde mogą zaoferować dziś nie więcej niż 500 IOPS,tymczasem tani SSD do peceta spokojnie przekracza 50-60 tys. IOPS.Trzeba jednak spojrzeć na to z szerszej perspektywy. Wypełnienietypowego stosowanego w NAS-ach nośnika (np. dysku 4 TB) z szybkością200 MB/s zajmie ponad 6 godzin (i to w idealnych warunkach). W dużychchmurowych zastosowaniach zaczynają być stosowane zaś nawet dyski20 TB – tutaj na wypełnienie takiego dysku czekać już trzebaponad 32 godziny. Jeśli Seagate jest w stanie skrócić ten czas opołowę, to będzie to prawdziwa rewolucja dla każdego, ktoprzechowuje i przetwarza duże zbiory danych.

A to przecież nie koniec. W kolejnej generacji technologii MultiActuator Seagate chce wprowadzić napędy z czterema niezależnymijednostkami aktuatorów, zwiększając wartość IOPS nawetczterokrotnie.