希捷再次突破工程極限,地球上最復雜的納米級記錄技術誕生

2024-02-05 18:10:30    編輯: robot
導讀 不久前,希捷一款熱、光和比特組成的藝術品誕生,這款產品外觀雖然是一個3.5英寸的硬盤外觀,但是盒子裏面的材質、讀寫技術以及控制器都實現了全面的創新,這款產品就是希捷科技Mozaic 3+(魔彩盒3+...

不久前,希捷一款熱、光和比特組成的藝術品誕生,這款產品外觀雖然是一個3.5英寸的硬盤外觀,但是盒子裏面的材質、讀寫技術以及控制器都實現了全面的創新,這款產品就是希捷科技Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台。

至頂科技第一時間與希捷科技中國區產品线管理總監劉嘉進行了交流和溝通,他分享了這款產品的創新變化以及給存儲行業帶來的全新價值。

“Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台不僅僅代表HAMR技術,它還整合了多項業界領先的創新技術,從而有效提升面密度。” 劉嘉表示,Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台,搭載領先的熱輔助磁記錄(HAMR)技術。該平台標志着單碟片面密度達到了3TB+,希捷也是目前全球唯一一家能夠向客戶提供單碟3TB+存儲面密度的硬盤制造商。

爲什么面密度很重要?

如果說IDC預測, 2022 年至 2026 年期間,全球數據圈的增長量將超過 2 倍。隨着過去一年生成式AI技術的爆發,數據增長可能會更加激進。因此數據爆炸性增長,帶來的更快的人工智能產品化、新的收益機會以及更豐富的客戶洞察的機遇的同時,也帶來了包括數據中心的空間、電力以及預算等資源稀缺的挑战。

“在人工智能時代,數據比以往任何時候都更具價值。企業面臨着如何有效擴展存儲基礎架構、如何針對 TCO 和可持續發展目標進行優化的挑战。”劉嘉表示。

我們知道。提升硬盤容量有2個主要方法,一個是增加更多碟片,一個是增加單碟片密度。但是增加更多碟片意味着額外的盤片、磁頭和電子器件以及更高的購置成本、功耗和碳排,而增加單碟片密度則代表着相同或更少數量的盤片、磁頭和電子器件,相同或更低的購置成本、功耗和碳排。

希捷在硬盤面密度(每碟片上可存儲的數據)方面的創新解決了行業共同面臨的痛點。Mozaic 3+(魔彩盒3+)的獨特優勢使用戶能夠在相同空間內存儲更多的數據。

首先,Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台實現了希捷的旗艦企業級希捷銀河Exos產品容量30TB。實現了數據中心規模擴容,相對於大規模數據中心採用的硬盤單盤平均容量爲16TB,採用Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台能夠實現相同數據中心佔地面積內的約2倍存儲容量。

其次,降低總擁有成本,相對於16TB, 9 碟片硬盤的最大運行功率0.59瓦/TB,從16TB容量升級到30TB(或從1.78TB/單碟升級到3TB/單碟),最大運行功率實現了0.35瓦/TB。每TB功耗降低40%,使數據中心能夠顯著降低存儲採購和運營成本。

最後,Mozaic 3+(魔彩盒3+)還可以幫助客戶實現可持續發展目標,這是大規模數據中心的首要任務。相較於傳統的16TB PMR的硬盤,新一代產品每TB減少了55%的碳排放。

工程技術全面創新,打造面向未來的存儲平台

希捷科技中國區產品线管理總監劉嘉表示,硬盤技術進步最有意義的衡量標准就是面密度創新,Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台裏面的所有材料和記錄技術都實現了全面創新,可以說全新的存儲平台。 “超晶格鉑合金介質、等離子寫入器、第7代自旋電子讀取器、12nm集成控制器,可以說這個新的平台從材料、讀寫、控制芯片都實現了全面創新。”劉嘉分享到。

並對Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台亮點一一介紹:

超晶格鉑合金介質。高密度記錄的物理學原理要求在納米級基礎上實現更小介質的顆粒尺寸,但顆粒越小,穩定性越差,這是挑战所在。傳統合金無法提供足夠的磁性穩定性以實現有效可靠的存儲。在Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台中,开創性地使用了鐵-鉑超晶格結構作爲介質合金,其結晶尺寸比現有磁盤介質更小,而且在室溫水平下擁有更高對磁極方向變化的抵抗力,顯著提高了磁盤介質的磁矯頑力,數據寫入更加精確,並實現了前所未有的位穩定性。

等離子寫入器。爲了配合更加穩定和牢固的超晶格鉑合金介質,產品設計了一個革命性的寫入器,這是一個微型化和精密工程的奇跡,也是希捷獨有的HAMR技術的呈現。這種寫入器包含多種元件,實現了830納米的光子脈衝經過納米光子激光、光子漏洞到量子天线讓給脈衝聚焦至介質表面一個35納米的光斑上,從而實現400攝氏度以上的加熱溫度。“整個加熱與冷卻循環大約需要1納秒,既保證了數據寫入,也不存在硬盤散熱等挑战。”劉嘉解釋到。

第7代自旋電子讀取器。更小的寫入數據顆粒只有在能夠被讀取時才能發揮作用。該讀取器與等離子寫入器的子組件一起集成,也需要不斷進化。Mozaic 3+(魔彩盒3+)採用了量子技術,該讀取器是世界上最小、最靈敏的磁場讀取傳感器之一。

12nm集成控制器。爲了高效地協調所有這些技術,希捷使用的集成控制器是一款完全由公司內部开發的片上系統。相較於之前的解決方案,這種專用集成電路實現了高達3倍的性能提升。

相對於PMR技術相比,容量9年時間才翻倍。面密度驅動的容量增長在不到4年內翻了一番以上。因此Mozaic(魔彩盒)代表了由希捷創新的當前和未來一代技術,希捷公布了一份HAMR硬盤容量的發展路线圖,劉嘉指出“我們制定了一份Mozaic 4的开發時間表,計劃每盤片可提供4 TB容量。而到Mozaic 5,單盤片存儲容量將進一步提升至5 TB。” 從2023(2.4TB/碟片)到2027(5.0TB/碟片),面密度驅動的容量增長在不到4年內翻了一番以上。希捷公布的Mozaic技術平台容量路线圖。

需要注意的是,這裏指的是單碟片存儲容量,而非一塊硬盤。Mozaic 4+技術將把磁盤驅動器的總容量提升至40 TB以上,而Mozaic 5+更有望讓希捷打造出50 TB驅動器。

劉嘉介紹,目前基於“Mozaic 3+(魔彩盒3+)平台希捷銀河Exos 30TB+硬盤將於本季度向超大規模雲客戶批量供貨。除了數據中心,Mozaic 3+(魔彩盒3+)存儲技術還將支持更加廣泛的應用,包括企業級、邊緣、NAS以及視頻和圖像應用(VIA)市場。

可以看到,AI技術爆發雖然需求表現在GPU上,但是進一步加劇海量數據的存儲需求將很快到來。與此同時,數據中心對於電力、空間以及成本的需求也越來越迫切,擁有單TB運行功耗更低、存儲容量更高的新一代存儲平台的希捷將在市場上擁有更大優勢。



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