史上最大容量硬盘,震撼来袭!核心技术有哪些?

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最近,希捷放出了一记大招,确切讲是叫做“魔彩盒3+”平台的组合拳。

在“魔彩盒3+”平台的加持下,史上最大容量的硬盘横空出世了,单盘容量突破30TB。

至此,希捷成为业内唯一一家能够提供单碟片3T+存储密度的硬盘制造商。

史上最大容量硬盘,都有哪些黑科技?

前面说了,这是一套组合拳。

你看希捷自己,并没有把「魔彩盒」称为产品,而是一个「平台」。

这个平台不是单一技术,它“融合了地球上最复杂的纳米级记录技术和材料科学突破,是热、光和比特组成的艺术品”。

接下来,让我们打开这个“盒子”,逐个拆解,看看到底有哪些黑科技吧。

简单概括是四个部分,分别是磁盘介质层面的创新、写入器的创新、读取器的创新,以及硬盘控制器的创新。

先看第一项,“魔彩盒3+”采用了一种新的磁介质,叫做「超晶格铂合金」。

因为在希捷独创的HAMR(热辅助磁记录)技术中,数据必须以磁位的形式存储,而且位密度比传统PMR(垂直磁记录)硬盘更高。

每个纳米级别大小的颗粒,都充当着一个数据位。

到了纳米这个级别,磁介质会受到尺寸、形状、温度、外部磁场等多种因素影响,导致其磁性快速变化或无法预测。

所以必须对磁介质的材料进行更新,克服纳米级别的磁不稳定性。

而这种「超晶格铂合金」磁介质,采用铂、铁颗粒,配合复杂的制造工艺,形成了具有更高磁矫顽力的存储层。

说白了,就是每个颗粒的磁取向不会随时间改变,确保数据位的稳定性,也不会受到相邻磁颗粒的影响。

这种磁介质的创新,为希捷实施HAMR技术、挑战更高的磁密度,奠定了坚实的基础。

接下来看第二项黑科技:等离子写入器。

写入器是将数据写入磁盘的关键部件。前面提到过,希捷在磁盘写入技术上有一项独门绝技:HAMR,也就是热辅助磁记录。

所谓的热辅助,就是要使用激光器局部加热磁盘表面,从而临时降低磁介质的「抗磁化能力」,以便使用更小的磁性颗粒而不牺牲数据稳定性。

这个环节,希捷采用的黑科技就是等离子写入器,包含了纳米光子激光、光子漏斗、量子天线三部分组件。

纳米光子激光提供能量,光子漏斗在极微小的尺度上操控光线,而量子天线则将激光能量转化为超细尺度的热能。

这一系列操作,能够精确地将超晶格铂合金介质的对应磁粒加热,然后在不到两纳秒的时间内再次冷却。

这个加热的过程,功耗低到令人发指,其原理是量子天线产生表面等离子体——通过光在铂铁合金磁颗粒表面诱导出电子的量子级振荡

这番操作,高度局部化,从而达到写入更精准、密度更高的目标。

接下来到了读取阶段,希捷研发了「第7代自旋电子读取器」。

高密度写入解决了,还要搞定高密度读取。

7代读取器的读头上集成了复杂的磁性层和非磁层,利用量子力学中的隧穿磁阻效应,可以实现高分辨率的磁读取,对于准确读取更小、密集打包的磁位非常重要。

虽然超晶格磁介质上布满了超级密集的磁道,但第7代读取器可以精准锁定每条磁道。

通过专用的磁性传感器,读取器会随着读头经过记录位,检测磁场的变化,确保精准读取目标磁道的数据,并屏蔽来自相邻磁道的串扰。

高密度磁介质、高密度精准写入、高密度精准读取,接下来到了最后一个环节,那就是精准操控这一系列动作的大脑:12nm集成控制器。

这一代硬盘控制器大大瘦身,从28nm缩小到12nm,专为数据移动性和数据完整性而构建。

这个硬盘“大脑”,负责精密管理主轴速度、磁头运动和读写操作。

还能够以超高精度锁定数据轨道,实现实时处理干扰检测、自适应控制特性、前馈补偿和高采样率计算。

与“前辈”相比,处理特定任务的性能提高3倍,每秒能处理40亿数据位,皮秒级响应。

这种超强的性能和响应,可以消除潜在干扰,实时调整,使执行器始终对准又窄又密的数据轨道,维持硬盘跟踪精度。

至此,四大黑科技集齐,「魔彩盒3+」横空出世。

而对广大从业者来说,最肉眼可见的实惠就是:史上最大容量的单盘、最高密度的单碟,诞生了。

然而,希捷的“野心”还不止于此。

据说,下一代、下下代魔彩盒已经紧锣密鼓地安排上了,未来几年内,单碟4T、5T,单盘50T都不是梦。

希捷如此极限提升硬盘容量,究竟是为啥?

硬盘搞这么大,有必要吗?答案是肯定的。

数据大爆炸时代,算力提升的同时,存力也必须提升。

希捷「魔彩盒 3+」技术的出现,可以让现有数据中心空间不改变的情况下,存储容量接近翻倍。

这就意味着企业数据中心不需要颠覆式改造,就可以平滑扩容,满足存力需求,而且,希捷未来的40T/50T演进规划,也让这种扩容具备了持续潜力。

数据中心节省的不仅仅是空间,还有更低的每T成本。

近年来,机械硬盘凭借不断技术创新,挑战容量极限,对SSD始终保持5~6倍的容量价格比优势。

这也让机械硬盘在大容量存储方案中,牢牢占据主导地位。

同时,魔彩盒的技术创新,让每TB功耗降低了40%,每TB减少碳排放55%,对降低TCO成本和推动绿色数据中心建设,都有非常积极的价值。

人工智能+”时代,不仅算力要跟上,存储、访问和利用海量数据的能力同样是推动创新的核心要素。

希捷「魔彩盒 3+」的“魔力”,正推动存储解决方案朝着激发无限数据潜力的未来发展。