WD posouvá kapacity disků: 10 ploten a UltraSMR
V listopadu jsme psali o vydání 20TB pevného disku od WD, prvním s technologií OptiNAND. V únoru už přišly informace o 22TB disku Seagate, byť ten ještě oficiálně v prodeji není. Western Digital teď ale oznámil disky, které poskočí ještě o kus dál – chystá HDD s kapacitou 22 TB, ale s nimi přijdou i ještě větší s kapacitou rovnou 26 TB. Ohlášeny byly na stejné akci jako nové highendové NVMe moduly pro PCIe 4.0 a externí SSD s RGB LED.
Tato nová HDD přicházejí v datacentrové řadě Ultrastar, kde WD uvádí nové vysokokapacitní modely vždy nejdřív. První model, Ultrastar DC H570 22TB, je HDD, které bude univerzálně použitelné, jelikož má obvyklý zápis CMR, tedy bez komplikací s překrýváním stop u SMR disků. Zmíněný 22TB disk od Seagate má záznam SMR (který sám o sobě zvyšuje hustotu dat), takže Western Digital zde s CMR 22TB diskem bude fakticky napřed.
Ultrastar DC H570 22TB nepoužívá ještě záznam HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording), kdy je plocha lokálně zahřívána laserem pro usnadnění magnetizace vytvářející záznam. WD dál používá svou technologii ePMR neboli Energy Assisted Magnetic Recording. Stejně jako 20TB disky uvedené loni mají záznamové/čtecí hlavy disku třístupňové ovládání (tzv. triple-stage actuator). Jde samozřejmě o héliem plněné HDD.
Avšak proti předchozímu 20TB modelu obsahuje toto HDD rovnou deset ploten, což je patrně hlavní faktor dovolující kapacitu na 22 TB navýšit. Kromě toho se také WD mohlo opřít o technologii OptiNAND, která přenáší některá metadata do paměti NAND Flash umístěné na PCB s elektronikou (jde vlastně o přidané úložiště typu UFS). Tím nepřímo zvyšuje kapacitu ploten dostupnou pro vlastní uživatelská data.
Pomocí OptiNAND je také zvýšen výkon disků, protože část kapacity NAND je použitá pro cachování – WD tuto funkci pojmenoval ArmorCache. OptiNAND umožňuje používat větší zapisovací buffer, aniž by se tím riskovala ztráta dat při výpadku napájení. Tudíž mohou disky více agresivně optimalizovat přístupy a toto zlepšuje výkon v náhodném přístupu, tzv. IOPS. Disky s OptiNAND díky tomuto mají údajně o 10–20 % vyšší IOPS při náhodném zapisování malých bloků dat (4–128 kB). Ale při zápisu velkých bloků (1 MB) je toto zlepšení dle WD až o 80 %.
UltraSMR: 18% zvýšení kapacity se stejnou plotnou
Druhý disk s 26TB kapacitou (Ultrastar DC H670 26TB) staví zřejmě na stejném základu s deseti plotnami, záznamem ePMR a OptiNAND, ale kapacitu má zvýšenou v důsledku aplikace záznamu SMR. Je to ovšem nová generace, která přináší vyšší užitek. Zatímco doteď SMR často v reálu znamenalo okolo 10 % kapacity navíc (například existovaly 20TB CMR a 22TB SMR disky založené na stejném základu), zde je použitý šindelový záznam, který kapacitu zvedne skoro dvojnásobně.
Zvýšení kapacity z 2,2 TB na jednu plotnu (přibližně) na 2,6 TB má být dosaženo tím, že data na disku jsou ukládána ve větších blocích (sektorech?), než je běžné, a zároveň je použitý pokročilejší algoritmus ECC pro potlačení chyb v signálu na úrovni jednotlivých bitů ve stopě.
Tak jako pokročilejší algoritmy ECC dovolily agresivněji používat TLC a QLC NAND při zachování spolehlivosti, zde kvalitnější ECC dovoluje v daném množství bitů vyhradit menší procento na redundanci/paritu/kontrolní součty a větší podíl dat pro samotná ukládaná data. Podobně větší bloky snižují objem metadat, která celkově disk potřebuje mít uložené. Je nicméně možné, že podobných optimalizací a změn za cílem zvýšit hustotu dat obsahuje technologie UltraSMR víc, jen je WD takto neinzeruje.
Protože Ultrastar DC jsou disky pro datacentra, používají tato HDD tzv. Host-Managed SMR. To znamená, že komplexita s přepisováním stop a nutností optimalizovat zápis není skrytá ve firmwaru disku, ale provádí ji operační systém, typicky Linux. Toto aspoň teoreticky dovoluje častěji se vyhnout propadům výkonu a problémům typicky zažívaným u SMR.
Takovéto disky používají zejména velcí (tzv. „hyperscale“) provozovatelé serverových služeb typu Google/Facebook, a to pro aplikace, u kterých je třeba co nejvíce úložného prostoru a zároveň se dají navrhnou tak, aby nenarážely na problémy záznamu SMR. Takovým provozovatelům PC se pak SMR disky vyplatí kupovat a řešit si tuto komplexitu, byť to z pohledu uživatele PC může vypadat, že 10–20 % kapacity navíc výměnou za způsobené komplikace se nevyplatí.
Fyzická dostupnost v létě
Obě HDD, tedy 22TB CMR model i 26TB disk s UltraSMR, ještě nejsou v běžném prodeji. WD je nyní dodává jako vzorky vybraným hyperscale zákazníkům. Běžná sériová výroba a dostupnost má nastat v létě letošního roku. Ovšem možná jen Ultrastar DC HC570 (tedy 22TB verze) bude ke koupi samostatně na volném trhu. Podle WD bude model uvolněn do běžné distribuce, ale 26TB model Ultrastar DC HC670 s UltraSMR má být dodáván „vybraným zákazníkům“. Tudíž to asi bude podpultovka pro ty hyperscalery. Ono použití Host-Managed SMR na tom asi má svůj podíl viny.
22TB model by nicméně mohl být později puštěn i mimo datacentrovou řadu Ultrastar. Má se údajně později objevit v discích WD Purple Pro pro záznam videa v kamerových zařízeních, Red Pro pro NAS a v řadě WD Gold pro obecné použití v počítačích (zejména firemních).
Spotřebitelská verze 26TB HDD zatím oznámená není
Je otázka, zda by se navýšení kapacity o 18,2 %, kterého UltraSMR v tomto případě dosáhlo, dalo realizovat i v rámci disku, který by si SMR obhospodařoval sám na úrovni firmwaru a ponechával by ho abstrahované od uživatele (tzv. Drive-Managed SMR).
Pokud ano, mohli bychom se dočkat odvozených 26TB disků WD pro počítače, interních, ale asi zejména externích. Je ale možné, že v Drive-Managed režimu by ještě 26TB kapacita dosažitelná nebyla. WD zatím spotřebitelské verze těchto HDD neoznámil.
Zdroje: Western Digital, AnandTech
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
