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打造企业级硬盘中坚力量,22TB大容量HDD功不可没

 阿明观察 2022-11-10 发布于吉林

时光如水,日月如梭。

66年前,全球第一块硬盘诞生,重达上百公斤的IBM 350 RAMAC,英文全称为Random Access Method of Accounting and Control,其大小相当于两个电冰箱。采用50片直径为24英寸的盘片,存储容量只有5MB,仅仅可以存下一首歌曲而已。

到了2022年5月,随着西部数据采用全新CMR技术的22TB Ultrastar DC HC570 HDD和UltraSMR技术的26TB Ultrastar DC HC670 HDD正式亮相,一个22TB的HC570企业级大容量HDD硬盘,其存储容量相当于66年前全球第一块硬盘的440万倍,一个26TB的HC670企业级硬盘存储容量相当于66年前全球第一块硬盘的520万倍,而硬盘的大小仅为3.5英寸,小朋友也可以一只手随便拿起来。

可能大家还记得2021年11月,西部数据发布了20TB大容量的Ultrastar DC HC560 HDD企业级硬盘。也就是说半年左右时间,西部数据很快就推出了更大容量的22TB与26TB的新品。

那么,问题来了:

大容量HDD企业级硬盘为何会呈现出如此迅猛的发展呢?

数据量呼啸而来,

用户细分需求加速大容量HDD创新

毋庸置疑,在很大程度上,数据量的暴增刺激了数据存储技术,特别是硬盘技术的不断创新。

来自全球专业分析机构IDC《数据时代2025》报告的预测显示,到2025年,全球的数据总量将增加到175ZB。这预示着全球数字化必然会加速迈入ZB新数据时代,海量数据必然驱动着全球企业在数据存储上出现新的需求。不仅如此,来自疫情“新常态”影响正在改变全球的工作方式与生活习惯,数字化需求得以深入加强,企业数字化转型也出现更多新需求,特别是对于存储性能、存储成本以及存储架构上呈现出更多挑战。

为此,要满足企业数据存储更多、更快、更稳定,不仅需要打破传统存储架构,实现存储容量的有效提升,同时面对企业关键业务应用在高IO、低时延的刚性需求上,也必然需要基于高可靠性、高稳定性实现极致性能。进而在数据存储成本与数据存储价值之间,实现更优化的平衡,以此提升企业对于数据的利用率,更大化地释放数据价值。

进一步分析来看,随着数字中国的发展,数字新基建的创新如火如荼地进行,企业在面向数字化、智能化的发展过程中,更需要强化数据全生命周期的管理,“发掘数据价值,创造更多可能”,将数据价值真正转化为业务成果。

全球存储观察分析指出,数据量呼啸而来的暴增,用户应用需求的进一步细分,驱动着硬盘领域的更多创新,也加速了大容量HDD更新迭代。当然,硬盘技术出现迅猛的创新发展,也迎合了用户更为细分的需求。在满足企业级用户存储需求方面,西部数据企业级硬盘 Ultrastar系统拥有从1TB到26TB不同类型的丰富产品。

不仅如此,在22TB的CMR大容量HDD布局上,西部数据特别推出了针对智慧视频的WD Purple Pro、针对NAS系统的WD Red Pro以及用于企业客户的WD Gold。可见,在大容量HDD领域,西部数据不仅对容量类型做了细分的丰富布局,而且对同样容量大小的HDD也做了更为细分的品类定位。

分析其原因主要在于用户存储需求呈现出海量化与多样化,不同用户的存储需求不同,同一用户的不同应用场景不同,必然任何厂商的某一款硬盘产品都很难满足用户的所有需求。比如面向硬盘容量、IO吞吐量、寿命时间、功耗和成本等要求,需要从不同方向、针对不同应用场景进行产品组合的优化。

对于企业级用户现有大容量HDD应用现状来说,数据中心典型应用场景在不断驱动需求的增长,从18TB提升到22TB对降低总体拥有成本立竿见影。因此,既然数据量呈现爆发式增长,势不可挡,那么企业级用户的细分需求必然会持续加速大容量HDD的创新。

采用CMR与OptiNAND创新技术,

22TB HDD带给用户大容量存储更多可能

实际上,要满足企业级用户在大容量、性能、成本、稳定性等多个方面的高要求,硬盘厂商这几年不得不加速创新技术的采用。

比如,西部数据22TB Ultrastar DC HC570 HDD就采用了全新CMR技术,同时融入了值得一提的OptiNAND技术,这突破了传统存储界限的全新闪存增强型磁盘架构设计,将HDD的存储容量、性能和数据弹性提升至新的高度,在成熟的单碟2.2TB的氦气封装技术上实现了10碟更高的面密度。之前的20TB Ultrastar DC HC560 HDD同样也是基于CMR与OptiNAND技术,但采用的是9张碟片,比22TB Ultrastar DC HC570 HDD少一张碟片。

对于OptiNAND技术而言,属于业界良心,不仅集成了通用闪存存储iNAND UFS、嵌入式闪存盘EFD和旋转型磁碟介质,同时还革新了固件算法与SoC。进而实现了突破性的磁盘架构创新设计,带给企业级用户大容量存储更多可能性。

需要注意的是,有别于之前的混合式驱动器(SSHD)技术,OptiNAND不会在正常运行期间存储任何用户数据,而是存储来自HDD操作的元数据。当然,利用OptiNAND技术实现的创新,能够使得HDD的单碟容量达到2.2TB,在提升容量的同时也进一步将性能得以提升,实现更出色的数据保护。那么,从容量增长方面来看,伺服元数据从原来的碟面上转移到了NAND中,从而省出更多的磁盘空间给用户使用。还有对于磁道干扰监控,因为有了OptiNAND,可以做到更为精密、更细粒度的监控,从而使得磁道与磁道之间的间隙变得更小,进一步实现每英寸磁道数TPI的提升,磁道密度提升了随即带来单碟容量的提升,并且还无需增加磁头或磁碟就实现了容量增加。

此外,OptiNAND融入到HDD的产品创新,完全不同于把NAND用SSD FLASH做缓存数据,OptiNAND存储的包括HDD内部很多操作的数据,来快速操作寻道,通过在iNAND中记录扇区级别的写入操作,不仅降低了相邻磁道干扰,而且消除了过多的写缓存刷新,实现内部磁盘效率的明显提高。而且在断电时,能够把一些关键数据瞬间从磁碟表面转移到iNAND里面,OptiNAND可以写入多几十倍数据,进一步提高可靠性。可见,引入OptiNAND技术后,为大容量HDD带来了容量、单碟的面密度、性能与可靠性的更好提升。

如前文提到22TB Ultrastar DC HC570 HDD采用了CMR(叠瓦式磁记录)格式,CMR格式非常成熟,已经被业界采用了几十年,大家所熟悉的操作系统、软件和评测工具的性能设定通常基于CMR硬盘进行开发。CMR与OptiNAND的融合,也进一步提升了磁盘容量与性能。

全球存储观察分析指出,西部数据在大容量HDD上的产品迭代,融入OptiNAND技术后,将有助于保持行业的领先优势,同时OptiNAND技术架构将NAND闪存技术与HDD技术进行垂直整合与优化,实现磁盘的技术创新,也重塑了磁盘架构设计,这是一种创新且具备成长性的磁盘解决方案,也将为未来几代大容量HDD提升容量、性能和可靠性奠定了基础。

虽然西部数据早已提出了面向30TB、50TB等更多的硬盘产品创新,但是现阶段,22TB HDD带给企业级用户在大容量存储方面更多的实惠也是十分可见。采用CMR传统的磁记录技术,与现有的基础设施更容易兼容,加上OptiNAND创新技术应用,22TB HDD必然成为企业级硬盘市场的中坚力量。 HDD企业级硬盘带来更大容量、更优性能以及更高的可靠性,也是企业用户所期盼的。

容量、性能、安全,

三驾马车并驾齐驱应对存储挑战

在大容量HDD企业级硬盘领域,西部数据创新不止,并且是聚焦用户需求变化来实现技术创新与产品迭代。

22TB Ultrastar DC HC570 HDD的出现,在满足企业数字化转型的刚需,应对存储挑战上带来了全新的价值。全新的磁盘架构设计为超大规模云、云服务提供商(CSP)、企业、智慧视频领域的合作伙伴、NAS供应商等带来了一种大容量、高性能和高可靠性的存储解决方案,可应对当下及未来呈指数级增长的数据存储需求。

当然,这不仅仅需要满足用户更大容量的需求,同时还在兼顾性能提升的基础上,夯实其安全性。

在22TB Ultrastar DC HC570 HDD产品中,西部数据首次引入了ArmorCache写缓存数据安全功能。很有意思的是,ArmorCache技术融入到了搭载OptiNAND技术的HDD中,带来了在安全性与性能上的双提升。

在安全方面,借助ArmorCache写缓存数据安全保护功能,可以为企业用户提供写缓存启用模式 (WCE)的性能和写缓存禁用模式(WCD)的数据保护,在紧急断电(EPO)的情况下,DRAM的整个用户数据都会写入iNAND,提升数据保护能力,能够实现断电数据保护。

在性能方面,OptiNAND技术加上ArmorCache功能助力,可以让22TB Ultrastar DC HC570 HDD在写缓存禁用模式(WCD)模式下有明显的性能提升,这在较大数据块的随机写入中最为明显。在常见256KB或更高的传输带宽场景下,相对比非OptiNAND HDD,IOPS和吞吐量提高了约40%。在1MB的传输带宽下,峰值性能提高约80%。

当然,在HDD技术发展历程中,ArmorCache这种写缓存数据安全功能首次实现了在WCE或WCD模式下,确保性能获得提升的同时,兼顾实现更好的数据保护能力。

对于西部数据而言,重视企业级HDD提升“容量、性能、安全”,三者缺一不可,可谓“三驾马车”并驾齐驱应对ZB新数据时代的存储挑战。

再纵观全球存储行业,西部数据是一家同时拥有HDD和闪存技术,以及从芯片到系统的完整存储产品线的公司。“发掘数据价值,创造更多可能。”作为长期致力于企业用户数字化转型与升级的专业厂商,西部数据积极应对存储挑战,正在加快传统硬盘与闪存的技术突破,借助CMR、OptiNAND、ArmorCache、ePMR、TSA、HelioSeal、UltraSMR等技术创新,企业级硬盘也将迎来新一轮的发展热潮。

(by Aming)

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