關於20 TB儲存容量的硬碟機型,WD於2019年6月,展示了9碟片設計的硬碟產品,當中結合了快閃記憶體與疊瓦式磁錄技術(SMR);9月揭露這款產品型號是Ultrastar DC HC650,並將於年底提供樣品給特定用戶,2020年上半開始量產;隔年7月宣布Ultrastar DC HC650開始出貨,並標榜它採用主機管理疊瓦式磁錄技術(host-managed SMR)。

在2021年8月底,WD宣布推出新款9碟片設計的20 TB硬碟,當中採用新的快閃記憶體強化硬碟儲存架構,結合他們發展的OptiNAND技術,能以最佳的方式整合硬碟與嵌入式快閃記憶體(iNAND Universal Flash Storage記憶卡),可用於超大規模雲端服務業者、企業、智慧視訊監控廠商、NAS供應商。

這款硬碟是第一款導入上述新架構的硬碟,並如同Ultrastar DC HC650,運用了三軸式驅動臂(Triple Stage Actuator,TSA),以及氦氣密封填充技術HelioSeal,每張碟片可因此達到2.2 TB的儲存容量,

  

同時,也能在他們發展的能源輔助垂直磁記錄技術(Energy-assisted PMR,ePMR)之上,獲得更大容量的擴充能力。

到了11月,多家國外IT媒體報導WD推出兩款20 TB硬碟,分別是Ultrastar DC HC560,以及WD Gold系列增加20 TB的機型,都標榜採用9碟片設計、傳統磁記錄技術(CMR),皆是首度將OptiNAND實作納入,以提供更多儲存容量,也運用能源輔助磁記錄技術(EAMR)、三軸式驅動臂技術、氦氣密封填充技術。

依照這些特色來看,這兩款機型應該就是8月底WD發表的20 TB硬碟。而在該公司公布的產品規格資訊中,也提及它們的轉速均為7200 rpm,支援6 Gb SATA介面,持續傳輸率為269 MB/s,搭配的緩衝記憶體容量為512 MB,平均故障間隔時間為250萬小時,提供5年的有限保固。

              

不過,相較於其他廠商推出的20 TB硬碟,WD產品本身包含了硬碟的磁記錄技術與OptiNAND快閃記憶體技術,在效能並未特別突出,而且在多數人的認知當中,快閃記憶體/固態硬碟隨著使用時間日久而可能有儲存容量減少的狀況,他們究竟為何如此設計?

WD表示,OptiNAND並非混合儲存技術,兩款20 TB硬碟會搭配強化的韌體演算法,而能更聰明地運作,因為這種作法能夠將擴展的詮釋資料(metata)卸載到iNAND快閃記憶體,並促使每臺硬碟具備更高的每吋磁軌數量(Tracks Per Inch,TPI),提升單位磁軌密度,而能增加硬碟的表面儲存密度。

而這些硬碟是首批將OptiNAND技術實作為啟用更大儲存容量的產品,而以9張碟片的形式、CMR磁記錄格式,來提供20 TB容量(每張碟片可儲存2.2 TB的資料)。

WD強調,iNAND並非作為終端使用者的可用儲存容量。有別於混合式硬碟裝置將快閃記憶體用於儲存資料,OptiNAND架構能從多個面向來增進儲存容量,但使用者無法在iNAND快閃記憶體放置、存取或刪除資料,也不針對經常讀取的資料提供快取處理──事實上,只有少量使用者資料會暫時放置在iNAND快閃記憶體,以防突然發生斷電的狀況。

            

相對地,若有了OptiNAND技術,重要的硬碟內部處理功能,可因為iNAND技術的搭配,獲得詮釋資料容量增加的特色,進而從多個層面來改善使用者體驗,硬碟功能也能以更有效率地的方式執行。

然而,OptiNAND具體的技術架構與運作原理到底是什麼?根據WD的解釋,它整合了iNAND系列的UFS嵌入式快閃記憶體儲存裝置(EFD)、傳統硬碟,以及結合創新技術的韌體演算法、系統單晶片,以此基礎而能拓展未來儲存裝置的容量、效能、可靠性,但這並非混合式儲存技術。

之所以發展出OptiNAND技術,WD的理由是當代硬碟架構已包含記憶體與與處理能力,並且搭配非揮發型記憶體,作為裝置開機與存放少量詮釋資料之用,隨著硬碟架構持續改良,廠商會在系統記憶體配置中增添快閃記憶體的階層──原因在於其具備比DRAM更大的成本優勢,又能兼具持續儲存資料的特性、超越硬碟的存取速度,而能讓硬碟維持有足夠空間來執行主機端的各種作業之餘,還能在相當有限的時間之內完成計算工作。

在OptiNAND出現之後,能協助支援此項技術的記憶體階層架構運用硬碟內部的系統單晶片,進而控制與iNAND EFD之間的溝通方式,而硬碟也可運用隨之而來的詮釋資料容量擴增色,提升內部管理功能執行效率,相對地,可藉此減少未來搭配DRAM的需求,還能運用更精密的方法來達成更大的儲存容量、效能與可靠性。

以容量提升的方式為例,OptiNAND可結合硬碟的三軸式驅動臂技術,透過每吋磁軌數量(TPI)的增加,提高碟片表面密度,從而提供更大的儲存容量。

WD表示,一般而言,傳統硬碟若要增加表面密度,會產生GB等級的詮釋資料,因為這當中要從硬碟介面與主機運作與效能等環節,按需擷取相關資料,而規模如此過於龐大的資料,很難繼續沿用DRAM來實現成本效益;而改用OptiNAND,對於巨量詮釋資料的儲存與即時存取需求,能帶來更好的成本效益,以及快速存取,並將寶貴的空間保留給硬碟裝置,用以存放使用者的資料。

產品資訊

WD Ultrastar DC HC560
●原廠:WD
●建議售價:廠商未提供
●外觀尺寸:3.5吋
●機械設計:氦氣封裝
●容量:20 TB
●傳輸規格:6Gb SATA
●支援磁碟格式:4Kn、512e
●緩衝記憶體:512 MB
●轉速:7200轉
●最大持續傳輸率:269 MB/s
●平均延遲:4.16毫秒
●平均故障間隔時間(MTBF):250萬小時
●工作負載耐用度:每年550 TB
●耗電量:運作時為7瓦
●重量::690克

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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