HAMR nebo MAMR? Aneb bitva o příští generaci HDD
Ačkoli se do současné chvíle podařilo kapacitu 3,5“ HDD dotáhnout na již velmi zajímavých 14 TB, například díky plnění disků héliem a překrývajícím se stopám, v nejbližší době se můžeme těšit na další signifikantní nárůst dostupných kapacit. Vděčíme za to připravovaným diskům využívajícím technologií HAMR a MAMR, a jejich průkopníkům, tedy společnostem Seagate, respektive Western Digital. Pojďme si tedy principy fungování obou technologií přiblížit.
Seagate a HAMR
Zkratka HAMR je složeninou anglických slov Heat-Assisted Magnetic Recording, volně přeloženo Tepelně asistovaný magnetický záznam. Principiálně se staví na základech aktuálně využívané technologie PMR (perpendicular magnetic recording) s tím, že na každou zapisovací hlavičku je přidána miniaturní laserová dioda, která konkrétní místo na disku během zápisu zahřeje a umožní tak zapsat miniaturní informaci při požadované kvalitě, polaritě a stabilitě. Díky miniaturizaci prostoru potřebného pro zapsání informace dochází k řádovému navýšení hustoty zápisu. Konkrétní místo se při zápisu asi na nanosekundu vždy zahřívá přibližně na 650O C. Kvůli potřebě zapisovací materiál rychle zahřát na velmi vysokou teplotu a následně zchladit (a nutnosti tento cyklus zvládat mnohokrát opakovaně) bylo nutné sáhnout i po změnách ve struktuře materiálu ploten (využívá se „sklo“), s čímž výrobce dlouho experimentoval, než se podařilo vše dotáhnout do potřebné spolehlivosti a odolnosti akceptovatelné pro zahájení sériové výroby.
Disky s technologií HAMR zachovávají současné standardy klasických 3,5“ jednotek, takže je bude možné (přinejmenším alespoň fyzicky) volně zaměňovat se staršími modely, což se již potvrdilo i při testování předprodukčních vzorků (Seagate Exos s kapacitou 16 TB). Výměna disků ve stávajících datových centech či systémech nebo serverech tak bude velmi jednoduchá („plug-and-play“) a pro zákazníka nebude znamenat náklady navíc.
První testovací disky byly vyrobeny již v roce 2018 a v současné době se jejich vlastnosti testují v reálném provozu. Již v průběhu roku 2019 by se do prodeje měly dostat disky Seagate Exos s kapacitou 16 TB, v roce 2020 by pak měly následovat 20TB jednotky. A v roce 2023 by chtěl výrobce dosáhnout až na 40 TB. Zhruba v té době se očekává i nástup vylepšené technologie HDMR s příslibem až 100TB disků dostupných okolo roku 2025. Ceny zatím nejsou známé, ačkoli podle dostupných indicií budou při shodných kapacitách ve srovnání s HDD pracujícími s konkurenční technologií MAMR kvůli větší technologické komplexnosti pravděpodobně vyšší.
Western Digital a MAMR
Za označením MAMR se skrývají slova microwave-assisted magnetic recording, volně přeloženo mikrovlnami asistovaný magnetický záznam. V tomto případě se pro zvýšení hustoty zápisu využívá vysokofrekvenční pole generované točivým oscilátorem (STO) v zapisovací hlavě. Oscilátor vytváří magnetické mikrovlny s frekvencí 20 až 40 GHz, které během zápisu snižují koercitivitu záznamového média. Oproti výše zmiňované technologie HAMR tento postup není tak náročný, je více podobný doposud používané metodě PMR, nevyžaduje změny v materiálovém složení ploten, nepracuje při tak vysokých teplotách a výsledek by tedy měl být nejenom technologicky jednodušší a spolehlivější, ale zejména levnější. Výrazně jednodušší je také integrace oscilátorů ke stávajícím komponentům. Zanedbatelné by měly být také vyšší nároky na příkon.
Ani v případě technologie MAMR nebude nic bránit v bezešvém a okamžitém nasazování finálních produktů v současných datových centrech a dalších systémech, a to bez nutnosti přijímat jakékoli změny. Disky založené na technologii MAMR jsou již v testovacím stádiu u zákazníků. Modely s kapacitou 16 TB by se měly dostat do prodeje letos, za rok by měla přijít kapacita 20 TB a do roku 2025 se počítá s nástupem 40TB exemplářů. O cenách zatím můžeme jen spekulovat, ačkoli podle WD by neměly být nijak výrazně vyšší než v případě současných disků při zohlednění nárůstu kapacity. Pro zajímavost si uveďme, že v souvislosti s vývojem technologie MAMR si společnost Western Digital zaregistrovala okolo 400 nových patentů.
