Dyski twarde przypominają drukarki: ich technologia jest na tyle stara i dobrze znana, że niewiele się zmienia. W obecnych czasach skupiamy się głównie na dyskach SSD NVMe i SATA.
Dyski mechaniczne wciąż dominują na rynku
Choć konsumenci przeszli na nowocześniejsze rozwiązania, centra danych wciąż poszukują dysków twardych o dużej pojemności. W odpowiedzi na to, firma Western Digital (WD) opracowała nową linię dysków dla firm, wykorzystującą technologię znaną jako „ePMR” (wspomagany energią prostopadły zapis magnetyczny). Dla uproszczenia, będziemy używać terminu zapisu magnetycznego wspomaganego energią (EAMR).
W lipcu 2020 roku, Western Digital zaprezentował nowe modele, w tym dyski Gold Enterprise o pojemności 16 i 18 TB, a wkrótce na rynek trafi napęd Ultrastar EAMR o imponującej pojemności 20 TB.
To ogromna przestrzeń na dane w jednym dysku. Niestety, w najbliższym czasie nie będziesz w stanie zainstalować jednego z tych 3,5-calowych potworów w swoim komputerze. Na razie są one przeznaczone wyłącznie dla przedsiębiorstw.
Mimo to, dla zapalonych entuzjastów technologii komputerowej, warto śledzić te innowacje.
Kierunki rozwoju producentów dysków twardych
Każdy element komputera ma swoje wyzwania, które inżynierowie starają się ulepszyć. W przypadku procesorów celem jest zmniejszenie rozmiaru i zwiększenie częstotliwości, natomiast w przypadku dysków twardych chodzi o maksymalne upakowanie bitów na dostępnej powierzchni talerza.
Talerz dysku twardego z głowicą do odczytu i zapisu nad nim.
Dyski twarde składają się z wielu komponentów, jednak dwie kluczowe to talerze przechowujące dane oraz głowica odpowiedzialna za odczyt i zapis informacji.
Jak można się spodziewać, dyski twarde przechowują dane w formacie binarnym. Głowica zapisująca porusza się po obracającym się talerzu, wykorzystując pole magnetyczne do rejestrowania danych w postaci zer i jedynek.
Ludzie często przyrównują dysk twardy do odtwarzacza płyt winylowych. Na płycie znajduje się dźwięk, a igła przemieszcza się wzdłuż rowków, aby go odczytać. Na LP można policzyć rowki, by igła trafiła w odpowiednie miejsce. W przypadku danych na dysku twardym, ich rozmiar jest tak mały, że nie można ręcznie przesunąć głowicy w konkretne miejsce, dlatego konieczne jest poleganie na komputerze.
W przeciwieństwie do płyt LP, głowica dysku nie tylko odczytuje dane, ale także je zapisuje. Problem polega na tym, że w dyskach, które nie korzystają z EAMR, operacje zapisu nie są tak precyzyjne. W rezultacie bity nie mogą być upakowane blisko siebie.
EAMR ma na celu rozwiązanie tego problemu, umożliwiając zapis bitów w znacznie mniejszych odstępach na talerzu. W trakcie pracy, napędy WD dostarczają prąd elektryczny do głowicy zapisującej, co generuje dodatkowe pole magnetyczne, wspierające uzyskanie bardziej precyzyjnego sygnału zapisu. Dzięki temu dane mogą być dokładniej zapisane na dysku.
Dzięki precyzyjniejszemu zapisywaniu danych, możliwe jest umieszczenie większej liczby bitów na cal (BPI) na tej samej powierzchni talerza. To właśnie dlatego EAMR stanowi istotny postęp w technologii dysków twardych — większa precyzja operacji zapisu pozwala na zapisanie większej ilości danych na talerzu, co zwiększa jego gęstość powierzchniową.
EAMR to tylko jedna z wielu innowacji, które współdziałają w celu zwiększenia pojemności dysków twardych. Kolejnym znaczącym osiągnięciem w nowych dyskach WD Gold jest trójstanowy siłownik (TSA), który precyzyjniej ustawia głowicę nad talerzem. Tak jak wcześniej, większa precyzja operacji zapisu przyczynia się do wzrostu pojemności pamięci na tym samym rozmiarze talerza.
W ciągu ostatnich lat producenci napędów dokonali wielu postępów w zakresie zwiększania pojemności. Kiedyś stosowali cieńsze talerze, aby umieścić więcej dysków w tej samej obudowie.
Po wyczerpaniu tej metody, firmy takie jak WD zaczęły tworzyć obudowy z wypełnieniem helem, co zredukowało tarcie wewnętrzne i wydzielanie ciepła, czyniąc napęd bardziej energooszczędnym.
Wszystkie te zmiany pozwoliły na umieszczenie większej liczby talerzy na dysku. WD poprawiło ten proces, zwiększając liczbę talerzy z siedmiu w 2013 roku do dziewięciu w obecnych modelach.
Choć to ważny krok naprzód, EAMR współdziała z innymi technologiami, aby umożliwić produkcję dysków o większej pojemności.
Na razie tylko dla przedsiębiorstw
Choć dyski twarde o ogromnych pojemnościach są kuszącą opcją dla użytkowników domowych, obecnie są one dostępne tylko dla przedsiębiorstw. Jednak sytuacja ta może się zmienić w ciągu kilku lat. Napędy wypełnione helem początkowo oferowane były tylko dla firm, ale trzy lata później zaczęły pojawiać się w konsumenckich urządzeniach. Aktualnie można je znaleźć w dyskach o pojemności 12 TB lub większej, w tym w niektórych zewnętrznych dyskach twardych WD.
Zapytaliśmy WD o przyszłość technologii EAMR i TSA w dyskach przeznaczonych dla konsumentów, otrzymując następującą odpowiedź:
„Nie dzielimy się szczegółowymi planami, jednak zawsze analizujemy potrzeby klientów w zakresie pojemności i zdajemy sobie sprawę, że wymagania dotyczące przechowywania danych rosną w wielu segmentach rynku, w tym wśród konsumentów.”
Bez wchodzenia w temat dysków NAS, komputery stacjonarne już teraz oferują całkiem spore możliwości przechowywania. Jeszcze niedawno dyski o pojemności 1 lub 2 TB były czymś wyjątkowym; teraz dostępne są modele o pojemności 6 lub 8 TB dla użytkowników domowych. Połączenie tego z wieloma dyskami NVMe oraz SSD pozwala na zgromadzenie znacznej ilości danych w jednej jednostce.
Jednak koncepcja 16 TB lub większej pojemności na jednym dysku wciąż jest atrakcyjna. Wygląda na to, że mimo niezwykłej wydajności dysków NVMe i SATA SSD, przyszłość dysków twardych ma jeszcze wiele do zaoferowania.
newsblog.pl
Maciej – redaktor, pasjonat technologii i samozwańczy pogromca błędów w systemie Windows. Zna Linuxa lepiej niż własną lodówkę, a kawa to jego główne źródło zasilania. Pisze, testuje, naprawia – i czasem nawet wyłącza i włącza ponownie. W wolnych chwilach udaje, że odpoczywa, ale i tak kończy z laptopem na kolanach.