東芝在MG08 (16TB)硬盤系列內碟片的數量已達到9塊。它是利用充氦技術達到增加碟片的目的。因為氦氣密度只有空氣七分之一,硬盤充氦可以減少了氣流阻力,以及碟片及磁頭的摩擦力。但9塊碟片的3.5寸硬盤已經是充氦硬盤的極限了。

至于增加碟片的磁道密道,其中一種方法是把磁道變窄以增加碟片磁道的密度?？墒怯捎诔叽缈s放受到磁道長度寫入性能的限制,為了擴大容量,需要引入一個窄小可靠且間距更小的寫入磁頭,以容納較小的磁道。東芝在MG08 16TB硬盤中便采用了TDK的TDMR二維磁記錄技術,額外增加多一個數據讀取磁頭,目的是抵消相鄰磁道的互相干擾從而在讀取數據的過程中能有比較好的信噪比。

MG08 16TB硬盤依然是被歸類為傳統磁記錄(conventional magnetic recording)硬盤,因為它的技術是在原有的PMR基礎上作出改良和優化,比如:

TDMR二維磁記錄技術的磁頭以消減讀寫窄小磁道時的相互干擾

充氦以降低碟片及磁頭的摩擦力

采用SDK的超薄碟片把碟片數目增加至9塊

MG08 16TB硬盤的好處是性能穩定 (采用成熟的技術)、生產成本較低 (相對與熱輔助磁記錄技術而言)以及可以直接和現有的主機兼容。

高容量硬盤的技術方向

如果我們要進一步提高碟片的磁道密度,那就不是單靠制作更小和靈敏度更高的磁頭就能解決。我們都知道碟片上的磁介質是許許多多微小的磁性顆粒構成的。當磁頭掃過這些磁性顆粒(主要是寫操作)改變顆粒的磁極和排序產生翻轉效應(“0“轉為”1”或”1”轉為“0“)從而達到存儲數據的目的。增加存儲密度便需要更細小的磁性顆粒,便會降低其磁極和排序的穩定性。因此,高存儲密度的碟片必須采用高磁力頑性(coercivity)的材質。窄小的磁道需要更小的讀寫磁頭,但這會導致磁化高磁力頑性高的顆粒變得困難。

目前有兩種方法解決這問題:

HAMR是使用激光二極管來加熱碟片需要寫進的部分讓其更容易被改變磁極。

MAMR由一個自旋轉矩振蕩器的組件產生的微波場把碟片加熱

目前,東芝和西數會先采用MAMR技術,而希捷則傾向使用HAMR。

東芝會先采用MAMR技術的原因是因為MAMR可以利用目前的主流技術例如PMR,而其技術的改動及復雜性也較低。當然,其成本也是市場可以承受的范圍。

其實要增加碟片存儲密度,最簡單和成本最低的方法就是 疊瓦磁記錄技術(SMR)。其方法是將下一個磁道疊在上一條磁道的一部分上以增加磁道的密度從而提高存儲密度。當然,SMR硬盤有一個缺點:它適合順序寫操作而不適合于隨機寫操作。因為在隨機寫操作時,需要先將疊瓦布局中重疊磁道部分的數據遷移走。要有效地使用SMR硬盤,必須通過主機管理(host managed SMR)部署來優化硬盤數據寫入操作。這需要操作系統以及應用程序等的支持,而主機的操作系統需要支持ZBC/ZAC指令集標準,這對于客戶實際部署要求較高。盡管如此,由于SMR技術能以超低成本有效地增加碟片存儲密度,SMR硬盤對數據中心或需要大容量存儲的用戶來說仍然是相當吸引的。

東芝的路線圖

東芝于本年3月份透露會,除了現有的二維(TDMR)和疊瓦式(SMR)磁記錄技術,該公司還將開發微波輔助磁記錄(MAMR)、以及面向未來的熱輔助磁記錄(HAMR)技術。近期內,東芝會推出采用MAMR + SMR的大容量硬盤。多年來,東芝一直致力于開發采用SMR技術的硬盤。但與競爭對手不同的是,該公司尚未推出任何商用產品。換言之,這些采用MAMR + SMR技術的新品,將成為該公司首批商用的SMR存儲產品。