За последние несколько лет индустрия обработки информации столкнулась с проблемой быстрого роста количества данных. Свою роль здесь сыграли несколько взаимосвязанных факторов — расширение спектра информационных услуг (включая социальные сети), рост популярности мобильной информационной техники, потребность в анализе больших объемов данных. По оценкам IDC, объемы хранилищ информационно-вычислительных центров растут более чем на 40% в год, в то время как удельная емкость жестких дисков увеличивается существенно более низкими темпами — с 2011 по 2016 год менее чем на 20% в год. Необходимость наращивать информационные мощности упирается в бюджетные ограничения, причем требуется учитывать не только стоимость систем хранения данных, но и такие факторы, как потребляемая ими мощность и занимаемое пространство.
Рис. 1. Годовые темпы прироста совокупной емкости жестких дисков, поставляемых для корпоративных приложений. Источник: IDC
По мере того, как существующие методы записи информации на диски достигают пика своих возможностей в отношении плотности записи, исследователи фирм-производителей начинают разрабатывать новые. Последняя внедренная технология, обеспечивающая запись 1 Тбайт данных на дисковую пластину, носит название «перпендикулярной магнитной записи» (PMR — perpendicular magnetic recording). Она основана на давно известном принципе магнетосопротивления (GMR — giant magnetoresistive recording). Две перспективные технологии — это запись с перекрытием дорожек (shingled magnetic recording — SMR) и термоассистируемая магнитная запись (HAMR — heat assisted magnetic recording). Производители оборудования готовы к массовым поставкам дисков на базе SMR, однако этот метод обещает относительно небольшой прирост плотности записи. Что же касается технологии HAMR, которая даст более значительный прирост, то на подготовку выпуска таких дисков потребуется от 3 до 5 лет, отмечают в IDC.
Рис. 2. Плотность записи для различных методов (Гбит на квадратный дюйм). Источник: IDC
Кроме увеличения плотности записи, емкость жестких дисков повышают путем увеличения числа дисковых пластин в одном корпусе. В новейших жестких дисках можно разместить максимум 7 двусторонних пластин и, соответственно 14 головок; дальнейшее увеличение числа пластин снизит надежность оборудования.
Инновация HGST
Компании HGST удалось найти решение, позволяющее устранить существующие технические ограничения и значительно сократить разрыв между потребностями информационно-вычислительных центров в хранении данных и возможностями дисковой технологии. Выпуск накопителей, заполненных гелием, обеспечит значительное повышение технико-экономических показателей дисковых подсистем.
Преимущества заполненных гелием накопителей были известны уже в течение долгого времени, однако лишь недавно инженеры HGST смогли создать пригодную для массового производства надежную гермозащиту, препятствующую утечке газа вовне.
Гелий — это инертный газ, который в семь раз легче воздуха. Его использование снижает сопротивление вращению дисков, благодаря чему дисковые пластины можно сделать тоньше и разместить компактнее. Меньшая масса требует меньших затрат электроэнергии на вращение. Снижение вибрации благодаря уменьшению веса повышает точность позиционирования головок.
Герметичные диски HGST HelioSeal дают следующие преимущества:
— повышение плотности записи благодаря повышению точности позиционирования головок;
— повышение соотношения емкости и цены;
— снижение веса дисковых накопителей;
— снижение потребляемой электрической мощности;
— уменьшение затрат на охлаждение;
— исключение рисков повреждения оборудования из-за изменений влажности и наличия в атмосфере агрессивных агентов.
Конкретно, выпущенный в ноябре прошлого года накопитель Ultrastar He6 емкостью 6 терабайт имеет следующие отличия по сравнению с традиционным накопителем того же форм-фактора:
— в 1,5 раза большая емкость;
— на 23% меньшее энергопотребление в режиме простоя;
— на 49% меньшее удельное энергопотребление (в расчете на емкость);
— на 38% меньшая удельная масса (в расчете на емкость);
— на 4° ниже нагрев.
Рис. 3. Преимущества 6-терабайтного диска HGST, заполненного гелием, по сравнению с обычным 4-терабайтным диском.
При проектировании современных крупных информационно-вычислительных центров (которые насчитывают десятки тысяч серверов, обрабатывающих петабайты или даже эксабайты данных) исходят из того принципа, что размер операционных затрат важен ничуть не менее, чем размер затрат капитальных. Среди самых значительных статей операционных затрат дата-центра — энергоснабжение и охлаждение. В таблице приведен пример организации 11-петабайтного хранилища на базе обычных 4-терабайтных 3,5-дюймовых дисков и новых дисков Hitachi Helium.
Таблица 1. Характеристики 11-петабайтного хранилища при использовании обычных дисков и дисков, заполненных гелием.
Таким образом, накопители на жестких дисках, заполненные гелием, обещают повышение эффективности эксплуатации практически во всех аспектах — а именно, в части емкости, потребляемой электроэнергии, необходимой мощности охлаждения и плотности хранения.
Возможность жидкостного охлаждения
Проектировщики информационно-вычислительных центров и поставщики оборудования, стремясь рациональнее использовать пространство, повышают плотность размещения компонентов вычислительных систем. При этом воздушного охлаждения становится недостаточно, и все чаще применяются системы жидкостного охлаждения. Обычные диски жидкостью можно охлаждать лишь с помощью теплоотводов. Диски HGST HelioSeal полностью герметичны и могут работать при погружении в большинство токонепроводящих жидкостей. HGST уже сотрудничает с ведущими инновационными компаниями в этой области, такими как Green Revolution Cooling.
Автор: hgst_admin
