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ハードドライブテクノロジは、多くの場合、過小評価されています。 チップテクノロジーは、現代の世界を創造するよりも多くの功績がありますが、半導体製造はハードドライブテクノロジーよりもはるかに注目されています。 それでも、ハードドライブはムーアの法則とほぼ同じ一般的な傾向に従って、何十年も同じスペースでより多くの容量を提供し続けていますが、それほど滑らかではありません。新しい技術が導入されると、ハードドライブの密度は非常に急速に増加する傾向があります。次の大きなイノベーションが登場するまで減速してください。
今、私たちはちょうど移行段階に入っています。 現在製造されているほぼすべてのハードドライブを支える垂直磁気記録（PMR）として知られる現在の技術は、枯渇し始めています。 熱アシスト磁気記録（HAMR）などの新しい技術は開発中ですが、まだ数年先です。
その結果、シーゲイトの新しい8TBビジネスクラスドライブやHGSTの10TBバージョンなど、一部の特殊なドライブが新しい容量に達していることがわかりましたが、基本的な消費者のハードドライブはそれほど高速ではありません。 このテクノロジーを深く見てから数年が経ちました。そのため、最近、ドライブメーカーにテクノロジーとその方向について話をする機会を得ました。
過去数年間、ドライブはPMRプロセスを使用しており、今日の主流のドライブの空中密度は650 Gbit / sqです。 2.5インチドライブではプラッターあたり500GB、3.5インチドライブではプラッターあたり1TBが許可されます。 （ほとんどのハードドライブには複数のプラッターがあり、両側に書き込まれます。）
いくつかのドライブはこれをさらに進め、プラッターあたり最大1.2TB移動し、5プラッターの3.5インチドライブで6TBを可能にしました。 さらに、Western Digitalの技術担当副社長William Cainによると、3つの2.5インチのプラッターを使用したアーカイブ2TBドライブです。 また、シーゲイトの上級副社長兼最高技術責任者であるマーク・リ氏は、密度を改善するために厳しい許容範囲を使用して「現在の技術にはまだ多くのマイレージが残っている」と考えています。
これを超えて、短期的に密度を高めるために、多くのドライブメーカーが新しい技術に注目しています。
シングル磁気記録（SMR）
シーゲイトは、Shingled Magnetic Recording（SMR）と呼ばれる手法を推進しました。この手法では、ドライブヘッドが追従するトラックが重なり、屋根の鉄片のようなものです。 Reによれば、この技術は空中密度を25％向上させることができます。
SMRは、従来の読み取り/書き込みヘッドを使用します。これは、データを読み取るための従来のドライブのように機能します。 ただし、書き込みの場合、実際には複数のトラックに書き込む必要があり、これにはドライブを異なるバンドにグループ化する必要があります。
シーゲイトは、ブランドの小売ドライブやビジネスに不可欠なニアラインストレージドライブなど、SMRテクノロジーを使用して「数百万台のドライブ」を出荷したと述べています。 これは、ニアラインのエンタープライズストレージを対象とした同社の5TBデスクトップドライブから始まりましたが、現在では他の製品にも移行しています。 同社が最近発表した8TBドライブには、SMRテクノロジーを使用するバリアントがあります。
彼は、SMRの将来はノートブックドライブが1年以内に導入される予定であり、これがプラッターあたり750GBからプラッターあたり1TBに、そして最終的にはプラッターあたり2TBにもなると考えています。
SMRの問題の1つであるCain氏は、ドライブが情報を異なる方法で、より順次に書き込む必要があり、そのためにはデータサイズを操作して効率を上げる必要があるということです。 Re氏は、一部のワークロードに問題があることに同意したが、99.9％のケースでは顕著なパフォーマンスの違いはないと述べた。 一般的に、ドライブ上のキャッシュの典型的な量は影響を排除すると言いました。 Cainは、SMRドライブの使用を標準化するために設計された、SASドライブ用のゾーンブロックコマンド（ZBC）とSATAドライブ用のゾーンATAコマンド（ZAC）のいくつかの新しい標準があることに注目しました。
東芝のエンタープライズHDD製品マーケティングマネージャーであるScott Wright氏は、東芝はSMRドライブのコマンドの標準化に取り組んでいる小委員会に参加しており、今後数か月で承認される標準を期待しており、多くのシーケンシャルライティングを備えたアプリケーションに適していると考えています、オブジェクトストレージなど。 彼は、すべてのベンダーが来年かそこらで早期採用者向けのドライブを提供し、2015年後半に大規模に採用されることを期待しています。
密閉型ドライブ
私たちが見始めている別のオプションには、密閉ドライブ内の空気をヘリウムで置き換える密閉ドライブが含まれます。
昨年、HGSTは、密閉されたシングルハイトドライブでより多くのプラッタを使用できる6TBドライブの出荷を開始しました。 これは、HelioSealと呼ばれる技術を使用します。HelioSealでは、ドライブプラッターが、ヘリウムで満たされた密閉ドライブに入れられます。 カインは、空気よりも軽いヘリウムが空気の乱流とプラッター間の抵抗を減らし、その結果、有効電力要件を大幅に削減できることを指摘しています。 したがって、カインは、電力使用量と所定のスピンドル数を重視する環境に最適であると言います。 （HGSTはWDCの子会社ですが、Western Digital部門とは別個に運営されています。Cain氏は、Western Digitalはヘリウムと瓦のある磁気記録を見てきましたが、どちらのテクノロジーのドライブもまだ出荷していないと述べました「両方のテクノロジーは、特定の市場セグメントで価値があります。」）
HGSTは最近、現在のPMRドライブを使用するUltrastar He8と呼ばれるこのドライブの8TBバージョンを発表しました。UltrastarHe10は、ヘリウムを充填した技法とシングリング（SMR）技法を使用します。 また、従来の（密閉されていない）ドライブエンクロージャで5つの1.2TBプラッタを使用する、より標準的な6TBドライブを提供します。
シーゲイトは、この時点でヘリウムを使用しないことを選択しました。この技術を使用するドライブはありますが、密度を増加させる最も効果的な方法であるとは確信していません。
東芝のライトは同様のコメントを持ち、ヘリウムは長期的には必要かもしれないが、次の「それなしの数世代の技術」に到達できると信じている。 彼は、業界には6つ以上のプラッターへのロードマップがあり、東芝はそれを期待しています。
二次元磁気記録（TDMR）
今後数年間、WDは2次元磁気記録（TDMR）と呼ばれる手法に関心を持っています。この手法では、2つの読み取りヘッドを使用して、同じ領域にさらに多くのデータを検査および比較する隣接ビットで配置できます。ノイズキャンセルヘッドセットが周囲のノイズを処理する方法と比較して。 彼は、これは複雑さを増したが、従来の記録技術を拡張するため、一部の市場の特定のプロジェクトにとって意味があるかもしれないと述べた。
熱アシスト磁気記録（HAMR）
しかし、私が話したほとんどすべての人は、密度の次の大きなジャンプは、熱アシスト磁気記録（HAMR）として知られる技術に由来する可能性が高いことに同意します。書かれてから、冷めたら安定するようにします。 このようなドライブは、今日のどのテクノロジーよりもはるかに密集している可能性があります。
コンセプトは新しいものではなく、シーゲイトは2002年にそれを実証しましたが、近づいているようです。
たとえば、シーゲイトのReは、HAMRが2016年に商業戦略の導入に向けて準備を整える必要があると述べ、おそらく当初は戦略的パートナーとともに、2018年までにハードドライブ業界のより一般的な部分になると考えています。今後10年ほど、「密度の改善のために」「次のSカーブ」で業界を推進します。 シーゲイトは、2020年までにHAMRテクノロジーを使用して20 TBのドライブを実現したいと考えています。
シーゲイトの実装では、近接場トランスデューサを書き込みヘッドとして使用し、「表面プラズモン」に830nmの光を照射するレーザーを使用します。その後、より小さな場所に焦点を合わせて材料を最大600度ケルビンまで加熱します。 1から0に、またはその逆に切り替えられました。 場所が冷えると、ビットは安定します。 Re氏によると、加熱と冷却のサイクル全体はナノ秒で行われます。
Western DigitalのCainは、HAMRは面密度を3〜5倍に高める可能性を提供しますが、コストが増加すると言います。 同社はドライブに数千時間のライブヘッドを搭載したテストを実施しており、技術は実現可能になりつつあるが、2016年は「やや攻撃的かもしれない」と述べたが、2018年までに技術が主流になると考えたが
東芝のライトはもう少し懐疑的で、HAMRの未来は「やや不明確」であり、誰もが「エネルギーアシスト」録音に投資しているが、いつ審査が行われるかについてはまだ審査員はいないと述べた。 彼はそれが少なくとも3年か4年先だと予測した。
ビットパターンメディア
注目を集めているもう1つのトピックはビットパターンメディアですが、私が話した企業は皆、これははるかに先のことだと考えています。 このテクノロジーは「プライムタイムに対応していない」ため、インフラストラクチャーが利用できないだけだという。 Cainは、それが「はるかに長期的な」ソリューションであることに同意しましたが、同社にはラボでのナノインプリンティングや自己組織化のような技術があったと述べました。 そしてライトは、「科学が行われている間」、東芝が大量生産に入ることができるとき、「特定のインターセプト」をまだ見ていないと言いました。
フラッシュメモリー
ハードドライブ業界以外の人の中には、フラッシュメモリがハードドライブテクノロジを完全に置き換えることができると提案している人もいますが、それは考えにくいです。 特にノートブックや企業の階層型ストレージソリューションの一部としてフラッシュドライブの人気が高まっていますが、特に頻繁にアクセスされない大量のデータを保存するために、フラッシュは磁気メディアよりもはるかに高価です。 また、製造されているフラッシュチップの総容量は、成長しているものの、回転するメディアを置き換えるのに十分ではありません。
2つの最大のフラッシュメモリプロデューサーの1つである東芝でさえ、この観点に同意しました。ライトは、コストの観点から「10年間、磁気メディアに触れるものはない」と引き継ぐほどのNANDフラッシュは製造されていないことを指摘しました市場の15パーセントですらあります。
代わりに、エンタープライズストレージのメーカーはすべて、ある程度のフラッシュとハードドライブを組み合わせたシステムを持っています。 また、クライアント側では、ハードドライブベンダーは、速度を向上させるために少しのフラッシュと磁気メディアを組み合わせて容量を増やすハイブリッドドライブを推進しています。
シーゲイトは、このような機能（ソリッドステートハードドライブのSSHDと呼ばれる）を搭載したノートブックドライブを提供していると述べました。 Western DigitalはWD Black 2ラインと同様のラインを持ち、Cainはハイブリッドドライブが「真の価値」を提供すると述べています。
際立っていることの1つは、引き継ぐテクノロジーが1つではなく、将来、あらゆる種類のストレージソリューションの余地があることです。純粋なフラッシュから、バスに直接接続するか、SSDとして接続します。 従来型、シングリング型、およびHAMRにすべて-同時に市場に出回っています。
一般に、過去10年間で現在の垂直磁気記録（PMR）が従来の縦方向記録に取って代わったように、ハードドライブ技術はある技術から別の技術に移行し、前の技術に取って代わりました。 しかし、今回は異なる可能性がある、とコストと速度の大きな違いのため、複数の異なる技術が異なる市場にソリューションを提供する、とカインは言います。 「未来は必ずしも過去のように見えるわけではない」と彼は言った。
全体的に、2020年までに、5TBまたは6TB 3.5インチドライブを標準的な主流ドライブとして使用でき、一部の高度に特殊化されたアプリケーションでは最大20TBドライブ（6つの3.3TBプラッター）が可能になり、HAMR技術は完全に成熟します。 それは単純に驚くべき量のストレージです。
