单碟片首次突破3TB,希捷发布30+TB的Mozaic 3+(魔彩盒3+)

2024年1月,希捷宣布推出30TB的HAMR硬盘,这是继2019年推出20TB HAMR硬盘以来的又一次突破。

30TB的HAMR硬盘平台采用了包括HAMR在内的多项技术,这些技术组合让单盘片容量达到了3TB,为了强调3TB的突破意义和领先性,希捷将其称作Mozaic 3+(魔彩盒3+)。

Mozaic 3+(魔彩盒3+)宣告了一个新的开始,未来,希捷还将推出Mozaic 4+甚至Mozaic 5+。未来几年,单盘容量突破40TB和50TB很快就会从想象走向现实。

Mozaic 3+(魔彩盒3+)的产品叫希捷银河Exos 30TB Mozaic 3+(魔彩盒3+),有三个版本,最小是24TB的传统硬盘,这是8盘片的版本(3TB X 8),另外一个就是30TB的版本,也就是10个3TB版本的。此外,配合SMR技术能达到32TB。

Mozaic 3+(魔彩盒3+)带来的30TB突破,让希捷大幅领先于西部数据。目前,西数最大的传统硬盘为24TB,SMR盘的容量最高为28TB。

据了解,Mozaic 3+(魔彩盒3+)技术经过多年开发,随着可靠性、产量和制造成本上的逐步优化成熟。现在,已经启动了大规模量产。

从希捷科技中国区产品线管理总监刘嘉的介绍中了解到,一些大型互联网公司在测试30TB大容量硬盘后,已表示将大批量采购大容量硬盘,预计本季度将开始向超大规模云客户批量发货。

目前,大规模数据中心采用的硬盘单盘平均容量为16TB。从16TB的垂直磁记录(PMR)硬盘升级到希捷银河Exos 30TB Mozaic 3+(魔彩盒3+)技术平台,相同空间下,容量翻倍。

Mozaic 3+(魔彩盒3+)使用与PMR硬盘基本相同的材料组件,同时大幅增加容量,使数据中心能够显著降低存储采购和运营成本,每TB功耗降低40%。

Exos X16的平均功耗为9.44W,相当于每TB 0.59W。新的Exos 30TB的相应数值略高,为10.5W,但每TB约为0.35瓦,这相当于每TB基础上节省40%的电力。

Mozaic 3+(魔彩盒3+)还可以帮助客户实现可持续发展目标,相较于传统的16TB PMR的硬盘,新一代产品每TB减少了55%的碳排放。

30TB Mozaic 3+(魔彩盒3+)的可靠性没有任何变化,拥有250 万小时的 MTBF 评级,并提供 5 年有限质保,在长期可靠性方面不用多加考虑。

目前, Mozaic 3+(魔彩盒3+)采用的接口还是6Gbps的SATA为主。外媒报道中提到,希捷发言人表示,他们最高容量硬盘产品中有超过90%是使用这一接口的。他们计划在2025年的Mozaic 4+上使用12Gbps SAS接口。

更高性能的接口有助于解决单位容量性能变低的问题,其实,希捷在过去几年也已经推出了双磁臂硬盘,这也可以用来解决单位容量性能不足的问题。但这次显然是以提升容量为主,单位容量性能略有下降,但也在常见的近线硬盘的合理范围内。

30TB Mozaic 3+(魔彩盒3+)的突破来自若干个新技术加成的结果。

首先,它使用了超晶格铁铂合金材料,它能让数据写入更加精确,并实现了更高的位稳定性,让数据存储的更可靠。

高密度记录的物理学原理要求在纳米级基础上实现更小介质的颗粒尺寸,但颗粒越小,稳定性越差,传统合金无法提供足够的磁性稳定性。而超晶格铁铂合金具有更小的晶粒尺寸,并且在室温水平下具有高磁矫顽力,对磁极方向变化的抵抗力更强。

配合超晶格铂合金使用的是新的等离子写入器。这项技术的背后是纳米光子激光器,它在介质表面产生一个微小的热点,以便可靠地写入数据。希捷将纳米光子激光器垂直集成到了等离子写入器子系统中。

具体细节方面,纳米光子激光器发出830纳米光子脉冲,通过一个光子隧道到达量子天线,它将光子聚焦在一个35纳米的点上,在很短的时间内就将该点加热到超过400°C。

这里的重点是,普通的光学设备可以将激光脉冲聚焦到大约200纳米大小,但通过等离子体效应,可以产生比普通光学设备的衍射极限还要小的点。这种非常精确且非常小的能量点,使得数据能精确地写入,从而提高存储密度。

数据写入后,刚才的热点会冷却,其磁极方向会非常稳定。整个加热和冷却的周期大约为一纳秒,这使得HAMR技术能够在极高速度下精准地进行数据写入。

以上都是写入的部分,与之配合的是,用于读取数据位时,需要希捷第七代自旋电子读取器,希捷在其中采用了量子技术,该读取器是世界上最小、最灵敏的磁场读取传感器之一。

最后,为了高效地协调所有这些技术,希捷使用了12nm的集成控制器,这是一款完全由内部开发的片上系统。相较于之前的解决方案,这种专用集成电路实现了高达3倍的性能提升。

大数据量正在为数据中心带来更多挑战。IDC预测, 2027年将产生291ZB数据。而且,生成式AI的兴起也将产生更多数据。数据中心在建设成本、空间和电力方面的挑战,促使客户转向数量更少但容量更大的硬盘,希捷的Mozaic 3+(魔彩盒3+)可谓是正逢其时。

Mozaic 3+(魔彩盒3+)不仅带来的单盘大容量,还带来了更高的面密度增速和高容量增速,未来几年大概会以20%的增速快速增长,其增速能更好地满足数据存储需求,帮助企业,特别是超大规模数据中心应对大数据量带来的种种挑战。