Организациите днес са изправени пред сериозно предизвикателство със съхранението и обработката на постоянно нарастващите потоци от данни: да увеличат капацитета в съществуващото пространство на центровете за данни, като съблюдават изискванията за енергийна ефективност и поддържат общите разходи за притежание на приемливо ниво. Именно тук се намесва лидерът в индустрията на твърдите дискове Western Digital със своите авангардни технологии SMR и UltraSMR, които дават на операторите на центрове за данни, доставчиците на облачни услуги и корпоративните потребители възможност да съхраняват повече данни на по-малко място без компромиси с производителността.
Решенията за цифрово съхранение на данни непрекъснато се развиват, за да бъдат в крак с бурния ръст на неструктурираните данни, облачните натоварвания, огромните обеми данни за обучение на изкуствения интелект и нуждата от дългосрочно архивиране.
Western Digital е пионер в разработването на HDD с голям капацитет, които посрещат повишените изисквания към данните. Технологията SMR (Shingled Magnetic Recording) е в основата на пътната карта на компанията – Western Digital я използва в конвенционални устройства още от 2013 г., а сега се фокусира и върху нейния усъвършенстван вариант UltraSMR.
Еволюция от SMR към UltraSMR
Технологията SMR (наслагващ магнитен запис) е разработена, за да увеличи плътността на твърдите дискове, като по този начин позволява по-голям капацитет за съхранение в едно устройство. В сравнение с твърдите CMR дискове (с конвенционален магнитен запис) от същото поколение, SMR постига до 11% по-висока плътност на данните.
Western Digital използва в SMR припокриващи се пътеки за запис – подобно на покривните керемиди, за да оползотвори по-ефективно наличната магнитна площ. За целта главата за запис е по-широка от главата за четене. Резултатът е по-висока плътност на съхранение, при запазване на високи нива на производителност и ниска консумация на енергия.
За бизнеса това е особено важно от икономическа гледна точка. По-високата плътност на съхранение може да допринесе за по-добро съотношение цена/терабайт, увеличена плътност на стелажите и по-ефективно използване на енергията и пространството в центъра за данни.
SMR е особено подходяща за среди, където данните се съхраняват предимно последователно, тъй като случайните презаписи са по-сложни за обработка. Поради това, Western Digital позиционира SMR специално за архиви, облачни резервни копия, набори от данни за изкуствен интелект и други приложения с последователно запис на информацията и произволно четене.
Същевременно Western Digital направи следваща стъпка в развитието на SMR с иновацията UltraSMR. Тя комбинира няколко технологии, включително OptiNAND, алгоритми за кодиране на големи блокове и откриване на грешки (Large Block Encoding) и собствени оптимизации на фърмуера, за да подобри допълнително предимствата в капацитета на SMR чрез увеличаване на броя на пътечките на инч (TPI).
Докато предишните поколения SMR дискове предлагаха приблизително 11% или 2 TB повече капацитет в сравнение със CMR дисковете, UltraSMR устройствата увеличават предимството в капацитета до 18% или 4 TB на твърд диск.
Това технологично развитие е пряко видимо в настоящото портфолио Ultrastar на Western Digital. Първото UltraSMR устройство, Ultrastar DC H670 с капацитет 26 TB, излезе на пазара през 2022 г. По-късно се появи Ultrastar DC HC680, при който комбинацията от UltraSMR и OptiNAND технологии осигурява 28 TB място за съхранение на диск с 10 плочи.
Най-новият UltraSMR модел, Ultrastar DC HC690, e още една крачка напред – Western Digital го описва като първия в света SMR HDD с 11 магнитни плочи, предлагащ до 32 TB капацитет и предназначен за системи с висока плътност на съхранение в съществуващи центрове за данни.
По-висока плътност – подобрен TCO
Високата плътност на съхранение в центъра за данни означава, че операторите ще имат по-малки общи разходи за притежание (TCO). Увеличението с 4 TB на диск означава за потребителите по-малък брой HDD за постигане на същия капацитет, по-ниски разходи за шасита и разширители, по-малко пространство в шкафа и по-малко заменяеми единици.
Така например, за изграждане на 10 PB raw капацитет с 22 TB CMR дискове са необходими 455 диска, докато при използване на 32 TB UltraSMR са нужни само 313 диска, което е намаление с 31% в броя на дисковете, разходите за шасита и потреблението на енергия.
Без компромиси с производителността
UltraSMR устройствата поддържат скорости на последователно четене до 257 MB/s и последователен запис до 255 MB/s. За сравнение, пропускателната способност на CMR диск от същото поколение е съответно 288 MB/s и 275 MB/s, тоест разликата с UltraSMR е минимална (около 11%), докато предимството в капацитета е 23%.
Това прави UltraSMR дисковете очевиден избор и идеално решение за „nearline” натоварвания, услуги за съхранение в облака, архивиране и други приложения, при които последователният запис доминира, а високият капацитет и ниската консумация на енергия са ключови съображения.
Подобрена енергийна ефективност
В мащабните проекти за центрове за данни, особено инфраструктурата за изкуствен интелект, енергийната ефективност е критично изискване. SMR дисковете на Western Digital се отличават като изключително икономични в консумацията на енергия.
Тези устройства имат относително постоянна консумация – около 7-8W в покой и 12W при активност за 3,5-инчов форм-фактор – и един от най-ниските показатели ватове/терабайт – около 0,4 W/TB при активна работа. Това означава значително по-нисък въглероден отпечатък на TB спрямо по-стари поколения CMR твърди дискове и по-малки разходи за енергия.
По-силна защита на данните и повишена надеждност
UltraSMR дисковете се отличават също с превъзходна защита на данните и по-висока надеждност, в сравнение с традиционните CMR твърди дискове. Устройствата разполагат с усъвършенстван алгоритъм за коригиране на грешки, който увеличава броя на пътечките на инч (TPI) и осигурява подобрена цялост на данните при запис на големи обеми.
Докато традиционните HDD кодират секторите последователно, UltraSMR въвежда Distributed Sector Encoding (DSE), при което малки групи от сектори се разпределят върху по-широка физическа площ на диска. Ефектът от това е двустранен: по-висока устойчивост при частична повреда и по-ефективна корекция на грешки.
За разлика от класическите HDD, които разчитат на хардуерно декодиране на ECC, UltraSMR на Western Digital използва мек декодер sTECC, инспириран от техниките Low-Density Parity-Check (LDPC), познати от NAND флаш и телекомуникациите. sTECC може да коригира множество сектори едновременно – значително повече от хардуерното ECC декодиране, което е особено важно при висока плътност на запис, където физическото разстояние между битовете се свива.
Освен това UltraSMR дисковете имат устойчив на вибрации дизайн, който помага за защита на устройството от износване, свързано с постоянната употреба. Това прави тези дискове особено подходящи за облачни услуги за съхранение, които изискват устройства с висока надеждност, за да гарантират запазването на целостта на данните.
Зряла технология
Днес SMR и UltraSMR продуктите присъстват в над 50% от портфолиото на Western Digital. Все повече клиенти на компанията приемат SMR, така че делът на устройствата по тази зряла технология ще продължи да се увеличава в бъдеще, категоричен е главният изпълнителен директор Ървинг Тан.
Трябва да се има предвид, че SMR не е универсално решение за различните сценарии за съхранение на данни, а е изключително подходяща технология за оптимизирани по капацитет, последователни и интензивни по отношение на данните натоварвания. Всеки, който планира съхранение за архиви, облачни среди или хранилища за данни с изкуствен интелект, трябва да следи отблизо развитието на SMR и UltraSMR технологиите, както и свързаните с тях продукти Ultrastar на Western Digital.
За да могат решенията за съхранение, базирани на SMR и UltraSMR технологии, наистина да разгърнат потенциала си в центъра за данни, не е важен единствено самият твърд диск, а правилната цялостна архитектура на системата.
Твърдите дискове от серията Ultrastar DC със SMR и UltraSMR технология могат да се закупят в България от АДСИС ЕООД – официален партньор на Western Digital.
[post-views]
