WD e le opportunità del mercato storage

WD e le opportunità del mercato storage

I principali trend tecnologici mutano il mercato e condizionano il mondo dello storage, che può cogliere importanti opportunità dallo scenario attuale. Ne abbiamo parlato con WD

di Andrea Bai pubblicato il nel canale Mercato
 

L'evoluzione tecnologica

Trend che creano opportunità, quindi, che possono essere colte con un'offerta che sia in grado di rispondere alle specifiche e variegate esigenze. Si allontana così la nozione che un hard disk possa essere "buono per tutte le stagioni". Dinnanzi a questo scenario diventa imprescindibile l'evoluzione delle tecnologie sottostanti alla realizzazione dei prodotti, tecnologie che devono tenere conto anch'esse del mutamento di alcune dinamiche.

Non è possibile, infatti, non considerare l'impatto che la memoria flash ha avuto nel mondo delle soluzioni di storage. Sebbene il suo costo per GB sia ancora di 10 volte superiore a quello offerto da un tradizionale hard disk magnetico/meccanico, le sue elevate velocità in lettura/scrittura la rendono una scelta obbligata per rispondere a determinate esigenze di prestazioni. In ogni caso è interessante osservare come il tasso di crescita della densità areale (cioè la quantità di dati stoccabile su una data superficie) sia proceduto parallelamente tra HD di stampo enterprise e le soluzioni NAND Flash MLC e SLC. Parlando di evoluzione nel mondo delle memorie flash, il percorso è in realtà molto simile a quanto avviene nel più ampio universo dei semiconduttori: in questo caso quindi la strada è tracciata in direzione dei chip tridimensionali.

Più complesso, invece, è il percorso evolutivo delle unità di storage tradizionali magnetico/meccaniche. In questo caso, infatti, è obbligatorio procedere contemporaneamente su più fronti: migliorando ad esempio la struttura, già piuttosto complessa, del media magnetico con lo scopo di ridurre le dimensioni dei grani magnetici (e, in ultima istanza, della dimensione dei bit) per estendere la densità di storage. Trattandosi di elementi in movimento, è indispensabile inoltre concentrarsi sul modo in cui viene creata la superficie del media e le coperture lubrificanti dei piatti che assicurano affidabilità e durata nel corso del tempo. Un altro fronte su cui si attiva la ricerca è il miglioramento dell'elettronica, in maniera tale da ottimizzare la gestione dei segnali. Sono tutte attività di ricerca portate avanti in parallelo e necessarie per procedere in direzione dei due grandi filoni tecnologici che si stanno delineando nel mondo dello storage: le tecnologie Heat-Assisted Magnetic Recording e Shingled Magnetic Recording.

A proposito della densità areale abbiamo chiesto a Bill Cain se sia possibile individuare un limite fisico per questo importante parametro. Il CTO di WD ci ha spiegato che già nel passato si è provato da più parti ad individuare un limite della densità areale, ma che tutte le volte è stato smentito. Si tratta di una risposta difficile da dare: attualmente la tecnologia disponibile consente di arrivare commercialmente ad una densità di un terabit per pollice quadrato e a livello di laboratorio è già stata dimostrata la possibilità di realizzare supporti da 1,3 terabit per pollice quadrato. Andando oltre, sono già noti i presupposti tecnologici per portare la densità areale a 10 terabit per pollice quadrato, sebbene ancora non siano stati provati nel concreto. Secondo Cain si potrebbe ragionevolmente parlare di limiti nell'ordine di grandezza dei 100 terabit per pollice quadrato, ma ammette anche che nel passato è sempre stata individuata la strada per andare oltre.

La tecnologia Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) rappresenta un passo evolutivo delle tecniche di PMR (Perpendicular Magnetic Recording) che permette di stoccare i dati in maniera affidabile anche con dimensioni dei bit piuttosto piccole. Per far ciò diviene necessario utilizzare un supporto magnetico ad elevata coercitività (ovvero la propensione del materiale ferromagnetico ad invertire la propria polarità) che presenta però una serie di problemi in fase di scrittura del dato, in quanto il campo magnetico che realisticamente si può generare da una testina di un hard disk non è sufficientemente forte per modificare la polarità del media e quindi per scrivere permanentemente il dato sul disco. La tecnica HARM supera questo problema con il riscaldamento locale e temporaneo del media magnetico in maniera tale da abbassarne la coercitività innalzando la temperatura al di sopra del punto di Curie. Così facendo il campo magnetico realisticamente ottenibile da una testina può scrivere i dati sul supporto.

Attualmente WD ha già dimostrato la possibilità di realizzare una testina in grado di riscaldare un punto di circa 50 nanometri di diametro ma per riuscire a raggiungere una densità areale di 1 terabit per pollice quadrato sarà necessario scendere ulteriormente al di sotto dei 50 nanometri.

La tecnologia Shingled Magnetic Recording si basa invece su presupposti completamente differenti, dove l'incremento della densità deriva dalla sovrapposizione delle tracce scritte sul media, esattamente come accade con le tegole di un tetto (da shingle, tegola). Negli hard disk tradizionali le tracce dati sono infatti separate da un piccolissimo spazio, che nella tecnologia SMR viene invece rimosso per permettere alle tracce di sovrapporsi parzialmente. In questo modo è possibile comunque continuare a leggere le tracce, ma le operazioni di riscrittura risultano più complicate in quanto non sarà possibile riscrivere una sola traccia ma bisognerà obbligatoriamente riscrivere un gruppo di tracce. Il numero di tracce riscritte dipende dalla dimensione del gruppo. Si tratta tuttavia di un problema simile a quello che accade con lo storage flash, dove la riscrittura procede a blocchi di 256k e non a pagine di 4k. Inoltre nel momento in cui un dato viene cancellato per liberare spazio è necessario procedere alla riscrittura dei dati adiacenti in maniera tale che la capacità liberata possa essere rimessa a disposizione dell'utente.

La tecnologia Shingled Magnetic Recording, le cui applicazioni sembrano però relegate quasi esclusivamente all'ambito datacenter, sembra però la strada attualmente più economica per incrementare la densità areale. Vi sono però alcune importanti implicazioni da considerare, in quanto sarà parimenti necessario sviluppare un opportuno controller in grado di gestire le operazioni di lettura/scrittura come abbiamo visto poco sopra oppure sviluppare un filesystem adeguato.

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