Talerzowe twarde dyski będą dwukrotnie szybsze dzięki nowej technologii Seagate
Zwykłe twarde dyski nie są wymarzonym prezentem gwiazdkowym. Ba,można powiedzieć, że dla zwykłych użytkowników stały się dziśniechcianym towarem – niemal każdy myśli o SSD w swoimkomputerze, daleko wydajniejszym, ale zarazem daleko droższym.Sytuacja się trochę zmienia, gdy ten zwykły użytkownik zauważy,że 120 czy 240 GB miejsca to bardzo mało, nawet na przechowanietych wszystkich zdjęć robionych smartfonem. Kupuje więc do swojegolaptopa zewnętrzny dysk twardy, a może nawet dysk sieciowy, by natych niedrogich, a powolnych terabajtach trzymać to, co jego. Aleczy naprawdę dysk twardy skazany jest na powolność? Czy nic więcejjuż z wirujących talerzy nie da się wycisnąć? InżynierowieSeagate wierzą, że nie powiedzieli w tej kwestii ostatniego słowa.
22.12.2017 14:44
Wielkie osiągnięcia, małe wrażenia
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?
Co dwie ręce to nie jedna
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.
