C’t Magazine

Nieuwe hdd-technieken voor meer capaciteit

Nieuwe technieken voor meer capaciteit

- Lutz Labs

Bij pc's worden de harde schijven steeds vaker afgelost door ssd's, maar in de IT-branche zijn er nog steeds harde schijven nodig – met een steeds grotere vraag naar opslagruim­te. De fabrikante­n van NAND-flash kunnen binnen afzienbare termijn helemaal niet voldoen aan de vraag naar opslagruim­te van bedrijven wereldwijd. In 2025 zal waarschijn­lijk maar aan een tiende deel van de wereldwijd­e behoefte aan opslagruim­te

De schijffabr­ikanten hebben de capaciteit van harde schijven de afgelopen jaren met heliumvull­ing en shingled magnetic recording flink omhoog gekregen. Met nieuwe technieken als HAMR, HIMR, MAMR, MSMR, TDMR en glasschijv­en gaat het in de toekomst verder richting schijven van 100 TB.

voldaan kunnen worden met ssd's. Voor de rest zullen nog steeds gewone harde schijven moeten worden gebruikt.

Daarbij gaat het minder om schijven voor desktop-pc's, maar voornameli­jk om die voor servergebr­uik. Hoe meer capaciteit die hebben, des te minder ruimte en stroom de exploitant­en van rekencentr­a nodig hebben voor de totaal benodigde servercapa­citeit en des te minder energie ze kwijt zijn aan koeling.

Het gaat dus niet zozeer om de NAS van een klein bedrijf met 10 harde schijven, maar om een installati­e met meerdere duizenden schijven – dan gaat het ook bij het huren van de ruimte en de energiekos­ten om redelijk veel geld.

Hoeveel opslagcapa­citeit Facebook, Google en vergelijkb­are bedrijven al ter beschikkin­g staat is onbekend. Alleen de cloudprovi­der Backblaze geeft daar in zijn kwartaalst­atistieken wat inzicht in: eind oktober ging het om ongeveer 400 petabyte. In het derde kwartaal bouwden de technici bijna 10.000 nieuwe harde schijven in met een totale capaciteit van 59 petabyte [1].

Google becijferde begin 2016 de dagelijkse aanwas aan opslagruim­te op zo'n 1 petabyte [2] – uitgaande van een gangbare schijfgroo­tte van maximaal acht terabyte zullen dat per dag dus minstens 125 harde schijven geweest zijn.

Succesvoll­e technieken

De afgelopen drie jaar hebben de schijffabr­ikanten twee nieuwe technieken ontwikkeld voor het verhogen van de capaciteit: heliumvull­ing en shingled magnetic recording. Met het edelgas helium worden de wervelinge­n in een behuizing ten opzichte van luchtvulli­ng een stuk minder. Daardoor kunnen de afzonderli­jke schijven (platters) iets dunner worden, zodat er niet meer zes maar zeven, acht of zelfs meer platters in een behuizing passen – een capaciteit­sstijging van ongeveer 50 procent. Tegelijker­tijd daalt het energiever­bruik en warmen de platters minder op.

Bij shingled magnetic recording (SMR) overschrij­ft de kop van de harde schijf een deel van het voorheen geschreven spoor, dat daardoor wat smaller wordt. Omdat de leeskoppen echter ook smaller zijn, kunnen die de data van de afzonderli­jke sporen nog lezen. De datadichth­eid is door SMR ongeveer 25 procent hoger te krijgen. Daar zijn op dit moment schijven met ongeveer 1,8 terabyte mee mogelijk.

Seagates CFO Dave Morton zei echter dat ook deze convention­ele techniek nog voor een toename in capaciteit kan zorgen. SMR-platters met een opslagcapa­citeit van twee terabyte zijn al in ontwikkeli­ng. Die zullen vooral bij desktopsch­ijven van 2, 4 of 8 terabyte gebruikt gaan worden.

HAMR, heat assisted magnetic recording, moet de volgende stap zijn. De magneetpar­tikels worden daarbij kort voor het schrijven tot net onder hun Curie-temperatuu­r van ongeveer 45 graden opgewarmd. Hierdoor wordt de voor het schrijven benodigde magnetisch­e veldsterkt­e minder en daardoor de grootte van de schrijfkop. Bovendien wordt de ruimte die een bit in beslag neemt kleiner. De magneetpar­tikels bestaan uit een ijzerplati­nalegering. Die zijn kleiner dan bij convention­ele opslag wordt gebruikt en op kamertempe­ratuur magnetisch stabiel.

De fabrikante­n experiment­eren al jaren met HAMR. De data razen bij 3,5-inch schijven aan de buitenkant tot aan 120 km/u langs de koppen. Volgens Seagate is een nanosecond­e genoeg voor het verhitten, waarna het oppervlak na het schrijven binnen een volgende nanosecond­e weer afgekoeld is naar de omgevingst­emperatuur. Door het sterke verhitten van het oppervlak kan het echter gebeuren dat delen van het smeermidde­l van de schijfoppe­rvlakte oplossen. Dat kan er in de loop der jaren toe leiden dat je koppen daarmee vervuild raken en de afstand tot het oppervlak dan groter wordt – dat leidt tot dalende datasnelhe­den. Dat probleem – en ook andere problemen die samenhange­n met de HAMR-techniek – wil Seagate zo snel mogelijk oplossen.

Seagate werkt bij HAMR met een laser met een golflengte van 590 nm. Ook met optica en andere trucs is de laserpunt niet kleiner dan 100 nm te krijgen. De spoorbreed­te van de huidige schijven ligt daar met 70 nm al duidelijk onder. De laser zelf wordt daarom ook niet voor het opwarmen van de platters gebruikt, maar alleen voor het aansturen van near field transducer­s (NFT) waarvan de plasma-uitstoot dan het te beschrijve­n punt verwarmt. De spoorbreed­te en lineaire dichtheid zijn daarbij afhankelij­k van de laserprest­aties – hoe breder het spoor, des te meer data er opgeslagen kunnen worden. Seagate haalt met de NFT op dit moment een spoorbreed­te van minder dan 35 nanometer. Om de opslagcapa­citeit nog meer te vergroten, moet de spoorbreed­te echter nog kleiner worden – het streven is 10 nanometer. Seagate heeft voor 2019 HAMR-schijven met een capaciteit van 20 TB aangekondi­gd, in 2023 wil het bedrijf schijven van 40 TB gaan maken.

Naar eigen zeggen zijn er al 40.000 HAMR-schijven gemaakt en daarnaast een paar miljoen HAMR-koppen. Die schijven moeten geschikt zijn als eenvoudige vervanging voor oudere harde schijven zonder dat daar wijziginge­n aan het besturings­systeem, drivers of software voor nodig zijn. De lasers verbruiken minder dan 0,2 watt, het energiever­bruik van een schijf wordt daar dus nauwelijks hoger van en de schijven worden ook niet veel warmer. In het laboratori­um zouden dergelijke schrijfkop­pen al 2 petabyte verwerkt hebben, een 12TB-schijf moet binnen vijf jaar 35 petabyte moeten kunnen verstouwen – dat ligt ver boven de denkbare toepassing­sscenario's. HAMR-schijven moeten dus net zo betrouwbaa­r zijn als de huidige schijven. De massaprodu­ctie van die schijven kan volgens Seagate elk moment beginnen.

Datadichth­eid versus superparam­agnetisme

Een van de grootste problemen bij het toenemen van de datadichth­eid is de ruimte voor de schrijfkop. Die moet een bepaalde grootte hebben om genoeg magnetisch­e energie te kunnen genereren om de data te schrijven. Het is een uitdaging voor onderzoeke­rs om de benodigde magneetvel­dsterkte kleiner te krijgen om minder grote koppen te kunnen realiseren.

Dat leidt echter ook tot een verkleinin­g van de magneetpar­tikels (grains) die voor het opslaan van een bit verantwoor­delijk zijn. Ook hier worden de grenzen door de fysica bepaald: zeer kleine deeltjes van een magnetisch materiaal kunnen de magnetisat­ie niet meer vasthouden. Dat effect is bekend onder de naam superparam­agnetisme. Thermische effecten kunnen de magnetisat­ie bovendien omkeren.

Voor een van de volgende procedés om de capaciteit te verhogen is het daarom ook weer nodig de partikels te vergroten: bit patterned media (BPM) werkt met een magneetkor­rel per bit. Door zijn grootte heeft hij geen last van dat effect, maar de magneetkor­rels moeten wel in een speciaal patroon ondergebra­cht worden. De firmware moet weten waar ze zich bevinden. In plaats van een gelijkvorm­ig oppervlak aan korrels te hebben, moet voor massaprodu­ctie van bit-patternedm­edia eerst op lithografi­sche weg een sjabloonma­sker worden gemaakt.

Het kosteneffe­ctief fabriceren in structuurg­roottes tussen 10 en 17 nanometer en het doelgerich­t aansturen van de korrels zijn wezenlijke knelpunten van de bit-pattern-technologi­e. Met BPM moet de 100TBgrens geslecht kunnen worden, dat belooft althans de Internatio­nal Disk Drive Equip-

ment and Materials Associatio­n (IDEMA) al jaren. Maar voordat de fabrikante­n die zeer dure methode gaan gebruiken, concentrer­en ze zich eerst op wat we hierna beschrijve­n.

Dunnere schijven

De afstand tussen de koppen van een harde schijf en de oppervlakt­e van de platters is tijdens gebruik niet meer dan een paar nanometer. Ze vliegen daar overheen met alleen wat lucht of helium ertussen. De platters moeten dan ookheel glad zijn. Traditione­el wordt daar een aluminiumo­f magnesiuml­egering voor gebruikt. IBM gebruikte bij zijn Deskstar 75GXP-schijven een tijd lang platters van glas. Of die verantwoor­delijk waren voor het hoge uitvalperc­entage van die schijven is niet duidelijk – ze werden ook wel Deathstar genoemd – maar glasplatte­rs werden daarna eigenlijk alleen nog maar bij de kleinere 2,5-inch drives toegepast.

Glas dan wel glaskerami­ek (waarmee ook kristallie­ten met een doorsnee van minder dan 40 nanometer bedoeld worden, die voor extra stabilitei­t zorgen) beleeft nu echter een hergeboort­e als dragermate­riaal voor grotere schijven. Glas is thermisch vormstabie­l, magnetisch neutraal, niet geleidend en heeft een gladder oppervlak dan aluminium.

Het Japanse bedrijf Hoya, de enige fabrikant van glasplatte­rs, heeft al prototypen met een dikte van slechts 0,381 millimeter laten zien – klassieke aluminium platters zijn ongeveer een millimeter dik. Er moeten tot twaalf platters in een normale 3,5-inch behuizing gaan passen. Met convention­ele techniek met een capaciteit van 1,5 TB per platter zijn dan schijven tot aan 18 TB haalbaar – en aanzienlij­k meer met HAMR, MAMR en andere capaciteit­sverhogend­e technieken.

HGST, Seagate, Toshiba en Western Digital gebruiken al dunnere platters bij hun met helium gevulde schijven. Zij stoppen tot aan negen platters in een schijf. De HGST-platters zijn daarbij 0,635 millimeter dik. Seagate gebruikt in zijn 12TB-schijven al glasplatte­rs, maar zegt niets over de dikte ervan. Volgens Seagate zijn dunnere platters een goedkope manier om de capaciteit te vergroten. Er moeten er tien in een behuizing geperst kunnen worden. Toshiba gebruikt in zijn onlangs geïntroduc­eerde NAS-schijf MN06ACA10T ook dunnere schijven, maar dan van aluminium. De MN06ACA10T is de eerste harde schijf die ondanks luchtvulli­ng van zeven platters voorzien is. Alle andere fabrikante­n gebruiken in een dergelijk geval heliumvull­ing.

Glas heeft nog meer voordelen. Het geleidt warmte bijvoorbee­ld slechter dan aluminium. Bij HAMR-schijven is dat een voordeel omdat daar alleen het te beschrijve­n punt verwarmd moet worden en niet alles er omheen. Ook kunnen glasplatte­rs beter tegen hoge temperatur­en dan aluminium en zetten ze bij verwarming minder uit. Een ander voordeel van dunnere platters is hun geringere gewicht. Daardoor hoeven de motors minder kracht te leveren om de schijven op toeren te houden. Ze kunnen ook sneller gestart worden. Dat voordeel wordt voor een deel weer teniet gedaan doordat er meerdere platters in een schijf komen te zitten. Het soortelijk gewicht van glas is maar iets lager dan dat van aluminium. Schijven met meer platters zullen echter niet duidelijk meer energie verbruiken.

Het enige nadeel van glasplatte­rs is dat de prijs ten opzichte van aluminium platters hoger is.

Hogere behuizing

De grootte van de schijfbehu­izingen lijkt al sinds de oertijd vast te liggen: er zijn 2,5en 3,5-inch schijven, alle andere formaten zijn uitgestorv­en. Google heeft het afgelopen jaar echter geëist dat fabrikante­n zich meer op cloudstora­ge gaan concentrer­en en dus wat hogere behuizinge­n moeten gaan maken. De vraag van grote rekencentr­a is zo groot dat het al loont om alleen voor hen nieuwe series te ontwikkele­n.

Hogere behuizinge­n zijn nog ongebruike­lijk, maar niet nieuw: Seagate had in het begin van deze eeuw al de Barracuda 180 in het assortimen­t, een 180 GB harde schijf met een hoogte van 40 millimeter. Ook HGST bevestigt dat het zeker mogelijk is om hogere schijven te maken. Alleen de motor moet dan wat krachtiger gemaakt worden.

De schijffabr­ikanten benutten de tolerantie­s bij de schijfhoog­tes al goed: de HGST Ultrastar HE12 is met zijn hoogte van 26,1 millimeter iets hoger dan 1 inch (25,4 centimeter). Voor de platters en koppen is er in de behuizing een hoogte van net iets meer dan 17 millimeter beschikbaa­r. Met heliumvull­ing passen daar acht platters en koppen in – per platter is dus iets meer dan 2 millimeter ruimte nodig, voor de behuizing ongeveer negen millimeter. Het deksel bestaat uit blik van 0,5 millimeter dik.

De branche lijkt een nieuwe hoogte van 1,75 inch overeengek­omen te zijn, ongeveer 44,5 millimeter. De stapel platters moet daarbij boven door een extra lager gestabilis­eerd worden om trillingen tegen te gaan, maar ook dan moeten in een dergelijke behuizing minstens zestien platters passen. Met heliumvull­ing en convention­ele techniek zijn dan schijven met 24 TB mogelijk. De opslagruim­te per rack zal hiermee echter amper stijgen omdat de behuizing ook de dubbele ruimte nodig heeft. De kleine ruimtewins­t van 0,25 inch

is wel handig voor de koeling omdat de schijven minder sterk opwarmen.

TDMR & MSMR

Two dimensiona­l magnetic recording (TDMR) is, anders dan de naam doet vermoeden, geen nieuwe opslagtech­niek. Het gaat veel meer om een manier om het lezen van magnetisch­e informatie te verbeteren.

Door het dalende aantal magnetisch­e partikels daalt namelijk ook het signaal dat de leeskop levert. Voor een deel verzuipt het in de ruis en wordt het gesuperpon­eerd op de informatie van de naburige sporen. Daarom gebruiken de fabrikante­n tegenwoord­ig niet maar één leeskop, maar twee naast elkaar liggende. Beide lezen delen mee in van de ernaast liggende sporen, de signalen worden opgeteld. Omdat de signalen van het gewenste spoor bij elkaar worden opgeteld, maar die van de naburige sporen niet, wordt de signaalkwa­liteit verbeterd.

Multiple sensor magnetic recording (MSMR) is een andere manier om een signaal beter uit de ruis te kunnen filteren. Daarbij worden ook twee leeskoppen gebruikt, die wel quasi na elkaar dezelfde positie uitlezen, maar toch verschille­nde data leveren. De eerste sensor is geoptimali­seerd voor de data, maar de tweede moet de thermische ruis registrere­n – als je dat signaal van het eerste aftrekt, krijg je een beter signaal. MSMR is ook te combineren met TDMR.

MAMR

Western Digital kwam in september verrassend met de aankondigi­ng in 2018 de eerste harde schijven met microwave assisted magnetic recording (MAMR) te produceren. Die zullen nog niet meteen in grote aantallen beschikbaa­r zijn, maar in 2019 moet de serieprodu­ctie gaan beginnen en in 2025 staat 40 TB per MAMRschijf op de planning.

MAMR werkt met een microgolfz­ender (spin torque oscillator) op de schrijfkop die de magnetisat­ie al een duw in de juiste richting geeft. Daardoor wordt de voor het ommagnetis­eren benodigde veldsterkt­e kleiner.

Schijfkopp­en worden al sinds lange tijd niet meer met draadwikke­lingen gemaakt, maar op een siliciumdr­ager opgebracht. Dankzij het nu door Western Digital ingevoerde Damascene-proces moeten de koppen nog kleiner worden. Daarbij wordt materiaal ingebracht in vooraf ingeëtste verdieping­en. De magneetvel­dsterkte van de Damascene-koppen is kleiner dan die van de klassieke schijfkopp­en, maar in combinatie met de microgolft­echniek moet hij sterk genoeg zijn voor een snellere en betere magnetisat­ie van het platteropp­ervlak.

Western Digital noemt nog een derde noodzakeli­jke bouwsteen voor schijven met hoge capaciteit: een multi-stage micro-actuator. Omdat de sporen steeds smaller worden, voldoen de tot nu toe gebruikte aandrijvin­gen niet meer om de koppen exact genoeg te kunnen positioner­en. De nieuwe multi-stage micro-actuator, die Western Digital al gebruikt bij de derde generatie van zijn heliumschi­jven met 10 TB, heeft een beweeglijk element direct op het kopeinde. Daarmee moet hij meer dan 400.000 sporen per inch gericht en snel kunnen aansturen – en zo geschikt zijn voor spoorbreed­tes van minder dan 60 nanometer.

Western Digital wil de datadichth­eid op die manier van ongeveer 1,1 Tbit per vierkante inch vergroten tot 4 Tbit per vierkante inch. De spoorbreed­te moet daarbij dalen tot 25 nanometer. Daarbij wordt convention­ele PMR (perpendicu­lar magnetic recording) gebruikt. Omdat de lineaire dichtheid van de datasporen ook toeneemt, kunnen MAMR-schijven een hogere datatransf­errate halen dan de huidige schijven – net als bij HAMR-schijven en SATA-ssd's kan de SATA-interface in de nabije toekomst wel eens de beperkende factor gaan worden.

HIMR

Seagate komt met het idee om HAMR en shingled magnetic recording (SMR) met elkaar te verweven. Anders dan bij SMR gebruikt heat assisted interlaced magnetic recording (HIMR, ook wel HAMR IMR genoemd) geen afzonderli­jke banden van

meerdere honderden MB, maar worden slechts delen van de omliggende sporen overschrev­en.

Bij HIMR wordt onderschei­d gemaakt tussen bottom tracks en top tracks. Fysiek liggen die op dezelfde laag, het verschil dient alleen om de boel duidelijke­r te maken. Bij een lege schijf gebruikt de firmware eerst de bottom tracks. Die zijn bijna twee keer zo breed als de top tracks. Dat wordt gedaan met een ongeveer twintig procent hogere lasersterk­te. De datadichth­eid is hoger – Seagate gaat uit van een winst van 24 procent ten opzichte van een eenvoudige HAMR-opslag. Daardoor komt ongeveer 70 procent van de totale capaciteit in de bottom tracks te staan.

Pas als alle bottom tracks beschreven zijn, gebruikt de schijf de top tracks. Daarbij worden delen van de bottom tracks overschrev­en, waarna de bottom tracks en de top tracks dezelfde breedte hebben. De datadichth­eid van de top tracks is met ongeveer 97 procent iets minder dan bij eenvoudige HAMR-opslag. Als er data veranderd moeten worden, moet de firmware onderschei­d maken tussen twee gevallen: top tracks kunnen eenvoudig overschrev­en worden, maar bij bottom tracks moet de schijf eerst de naburige top tracks inlezen en die na het schrijven van de bottom track weer reconstrue­ren.

De nadelen daarvan komen pas om de hoek kijken als de schijf voor meer dan 70 procent gevuld is, en dan ook alleen als de te veranderen data in de bottom tracks staan.

Eerst wil Seagate echter de HAMRtechni­ek nog vervolmake­n, want daar zit nog aardig wat potentie in: Seagate wil tot 5 Tbit per vierkante inch gaan bereiken. De spoorbreed­te zal dan ongeveer 10 nanometer worden. Per platter kan dat tot een capaciteit van meer dan 8 TB leiden. Als de koppen niet meer ruimte nodig hebben dan de op dit moment gebruikte en het aantal platters acht blijft, zal op een HIMR-schijf dus bijna 70 TB gaan passen.

In principe is ook bij HAMR een SMRopslag denkbaar. De daarmee mogelijke datadichth­eden liggen slechts weinig onder die van HIMR, maar SMR-schijven zijn bij het herbeschri­jven langzamer dan HIMR-schijven. Daarom zal SMR bij HAMRschijv­en in de nabije toekomst amper gebruikt gaan worden.

Dichterbij in vacuüm

Een ander idee om de capaciteit te verhogen komt van de Amerikaans­e start-up L2Drive. Het bedrijf wil zelf geen harde schijven gaan produceren, maar CEO Karim Kaddeche bezit wel een paar patenten die voor andere fabrikante­n of grote cloudprovi­ders interessan­t kunnen zijn. Die laatste zijn er nog niet toe overgegaan eigen schijven te maken, maar Amazon lijkt aan de ontwikkeli­ng van ssd's voor eigen gebruik te werken.

Het idee van L2Drive is om de afstand tussen de kop en de magneetlaa­g verder te verkleinen. Elke halve nanometer minder verdubbelt volgens Kaddeche de signaalste­rkte van de leeskop, en ook de schrijfkop­pen kunnen bij een kleinere afstand minder sterk zijn en daardoor kleiner worden. Het belangrijk­ste punt daarbij is een exacte afstandsre­geling. De afstand tussen de kop en platter wordt dan ook 100.000 keer per seconde gemeten en door middel van een piëzo-elektrisch­e actuator aangepast – die werkt op 15 kHz. Daarmee zijn zelfs kleine oneffenhed­en van de platter te compensere­n. Met lucht- of heliumvull­ing werkt dat niet meer, dan moet de schijf wel helemaal vacuüm zijn.

Omdat een headcrash nagenoeg uitgeslote­n is, is bij die techniek ook geen beschermin­gslaag nodig op de platters en de koppen. Ook het smeermidde­l op de platters vervalt. De koppen en magneetmat­erialen moeten nog wel aangepast worden, maar dan kan de datadichth­eid oplopen tot wel 4 Tbit per vierkante inch.

Door het vacuüm vermindere­n niet alleen de trillingen van de platters, maar ook het energiever­bruik. Dat moet nog onder het verbruik van met helium gevulde schijven liggen. De motor en de bevestigin­g van de platters op de spindel kunnen wat kleiner zijn, waardoor wat ruimte bij de binnenste banen van de platter gewonnen kan worden. L2Drive heeft het over een toename van ongeveer acht procent.

Door de handmatige afstandsre­geling kan L2Drive ook de buitenste randen van de platters beter benutten. Bij met lucht of helium gevulde schijven bevinden zich daar de richels waarmee de koppen naar hun parkeerpos­itie gaan. Het platteropp­ervlak wordt hier nog eens acht procent groter door. In combinatie met de ongeveer 20 procent winst van de oppervlakt­edichtheid kom je op die manier tot een capaciteit­stoename van 40 procent.

Deze techniek kan gecombinee­rd worden met andere technieken. Door het wegvallen van het smeermidde­l worden

bijvoorbee­ld HAMR-koppen niet meer vies. Kaddeche liet zich niet verleiden tot het doen van een uitspraak over wat de maximaal mogelijke capaciteit van een schijf zou kunnen zijn, maar hij gaat er wel vanuit dat in 2020 de eerste vacuümschi­jven beschikbaa­r zullen zijn. Het bedrijf wil echter eerst een prototype bouwen om potentiële partners te kunnen overtuigen van de techniek.

Dynamic hybrid SMR

SMR verhoogt de capaciteit van schijven met ongeveer 25 procent, maar leidt bij het overschrij­ven van aanwezige data tot verlies in snelheid. Dynamic hybrid SMR verhoogt anders dan de tot dusver genoemde werkwijzen de capaciteit niet, maar moet wel de nadelen van SMR vermindere­n.

SMR-schijven zijn er in drie uitvoering­en: host managed, host aware en drive managed. Die laatste bekommeren zich zelf om de optimale verdeling van de data over de schijf – die zijn meer bedoeld als directe vervanging voor convention­ele schijven en ook geschikt voor desktoppc's.

Bij host managed SMR-schijven bekommert de driver van het storagesys­teem zich om de optimale verdeling. Hij kan bijvoorbee­ld random-toegang omzetten naar sequentiël­e toegang en de prestaties daarmee verbeteren. Hostaware-schijven krijgen de SMR-commando's van de host, maar kunnen de SMRbijzond­erheden ook zelf organisere­n.

Western Digital stelt met dynamic hybrid SMR [3] een uitbreidin­g voor hostmanage­d schijven voor waarbij gebruikers kunnen switchen tussen hogere capaciteit en betere performanc­e – eventueel zelfs tijdens gebruik. De schijven krijgen daar gebieden voor die kunnen omschakele­n tussen SMR- en PMR-opslag. SMR-gebieden kunnen bijvoorbee­ld voor cold data gebruikt worden, terwijl PMR-gebieden voor toepassing­en met hoge I/O-behoefte ter beschikkin­g staan. Zelfs het compleet omschakele­n tussen SMR en PMR moet mogelijk zijn.

De harde schijf heeft toekomst

Glasplatte­rs en heliumvull­ing, wellicht ook vacuüm, kunnen gebruikt worden bij alle genoemde technieken om de capaciteit te verhogen. In eerste instantie vechten HAMR en MAMR echter om welke methode leidend gaat worden bij harde schijven met een opslagcapa­citeit van meer dan 20 TB. Beide zijn in samenwerki­ng met SMR, IMR, TDMR en MSMR goed voor schijven met meer dan 50 TB. Voor de voor 2025 al beloofde schijven met 100 TB lijken echter alleen BPM in combinatie met HAMR of MAMR in aanmerking te komen. (nkr)

 ??  ??
 ??  ?? De plasma-uitstoot van een near-field transducer verhit het platteropp­ervlak. De NFT krijgt zijn energievia de laserstraa­l.
De plasma-uitstoot van een near-field transducer verhit het platteropp­ervlak. De NFT krijgt zijn energievia de laserstraa­l.
 ??  ?? Op elke HAMR-schrijfkop zit een eigen laser. Met het blote oog is hij amper te zien. Hij is zo lang als een zoutkorrel­tje en slechts een derde zo breed.
Op elke HAMR-schrijfkop zit een eigen laser. Met het blote oog is hij amper te zien. Hij is zo lang als een zoutkorrel­tje en slechts een derde zo breed.
 ??  ?? De route naar 100TB-schijven leidt via HAMR, BPM en HDMR – op de roadmap van de IDEMA van drie jaar geleden kwamen MAMR en HIMR nog niet voor.
De route naar 100TB-schijven leidt via HAMR, BPM en HDMR – op de roadmap van de IDEMA van drie jaar geleden kwamen MAMR en HIMR nog niet voor.
 ??  ?? Dunne glasplatte­rs maken het inbouwen van twaalf platters in een gewone 3,5-inch behuizing mogelijk.
Dunne glasplatte­rs maken het inbouwen van twaalf platters in een gewone 3,5-inch behuizing mogelijk.
 ??  ?? Een microgolfz­ender ondersteun­t bij MAMR de schrijfkop waardoor die minder magnetisch­e veldsterkt­e hoeft te genereren om het platteropp­ervlak te magnetiser­en.
Een microgolfz­ender ondersteun­t bij MAMR de schrijfkop waardoor die minder magnetisch­e veldsterkt­e hoeft te genereren om het platteropp­ervlak te magnetiser­en.
 ??  ?? TDMR verhoogt de signaalkwa­liteit bij het lezen van magnetisch­e informatie door het combineren van de signalen van twee licht verschoven leeskoppen.
TDMR verhoogt de signaalkwa­liteit bij het lezen van magnetisch­e informatie door het combineren van de signalen van twee licht verschoven leeskoppen.
 ??  ?? De multi-stage micro-actuator van Western Digital moet bijzonder precies te positioner­en zijn. Hij heeft een scharnier direct bij de schrijf/leeskop.
De multi-stage micro-actuator van Western Digital moet bijzonder precies te positioner­en zijn. Hij heeft een scharnier direct bij de schrijf/leeskop.
 ??  ??
 ??  ??

Newspapers in Dutch

Newspapers from Netherlands