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西部数据:OptiNAND技术横空出世背后的突破与创新

发布日期:2021-09-19 02:03   来源:未知   

  毫无疑问,今天数据爆炸式的增长远远超出了市场的预期。数据显示,预计到2025年,全球数据量将达到175ZB。仅今年一年,企业数据就以42%的速度保持增长,换句线PB的挑战,而这种挑战无论是对磁盘架构,还是存储成本带来的压力都是空前巨大的的。

  而根据IDC预测,至2025年,HDD将占企业级存储市场销售份额的82%(以容量计)。从2020年到2025年,用于企业存储的HDD销量年复合增长率将高达 25%。由此可见,对HDD技术的持续投资,仍是不断满足全球企业数据增长需求的关键之举。

  在此背景下,西部数据公司在日前举办的HDD Reimagine大会上,正式宣布推出突破传统存储界限的全新闪存增强型磁盘架构设计,这一基于OptiNAND技术的全新磁盘架构设计,整合了西部数据在HDD和闪存领域的独特创新能力,对HDD进行了优化,并将HDD与iNAND嵌入式闪存器件进行了集成,能够带来一种大容量、高性能和高可靠性的存储解决方案,可应对当下及未来呈指数级增长的数据存储需求。

  什么是OptiNAND技术?采用OptiNAND技术的全新闪存增强型硬盘究竟有何与众不同的优势?而OptiNAND技术的横空出世,对企业级HDD市场又会带来哪些巨大的冲击与改变呢?

  如果从1956年的IBM RAMMC硬盘算起,HDD已走过了65年的历史,相比其他硬件出现的时间可要早得多,要知道x86处理器到目前为止也就40多年而已,而在“温彻斯特原理”硬盘定型之后,过去很多年里HDD硬盘的架构并没有太多的变化。事实果真如此吗?答案是否定的。

  在西部数据公司HDD业务部首席技术官车晓东博士看来,作为全球领先的存储行业领导者,西部数据过去多年来无论是在HDD还是Flash领域都通过不断的创新,一直引领硬盘技术的创新与迭代,其中在HDD领域就推出了HelioSeal技术、能量辅助记录技术、三阶寻轨定位系统等;同样在Flash领域,西部数据也率先发布了如162层3D闪存,以及CUA、多位单元架构等技术。

  也正是凭借在Flash和HDD领域所汇聚的多种独特优势,西部数据在存储领域又实现了一项技术突破,那就是在日前正式推出了基于OptiNAND技术全新磁盘架构设计的闪存增强型硬盘,而这在存储市场无疑具有全新里程碑式的价值和意义。

  具体而言,OptiNAND技术不仅集成了 iNAND UFS (通用闪存存储)、EFD (嵌入式闪存盘)与旋转型磁碟介质,同时还对固件算法和SoC(单芯片系统)进行了革新,由此打造出了全新的磁盘架构设计,能够为HDD硬盘带来更大容量、更优性能以及更高的可靠性。 对此,车晓东博士认为:“OptiNAND技术汇聚了两种记录方式的优势,而HDD与iNAND的相互集成更是实现了较之前混合硬盘(Hybrid drive)所不能到达的效果,可以说 1+1远远大于2。”

  一方面,从架构设计看,混合硬盘本身是一个两层(two-tier)的设计架构,如果要发挥其优势,需要占用更多的SSD硬盘空间(超过10%才能使效率提高),而OptiNAND技术采用全新磁盘设计,是把iNAND用作对硬盘操作系统的提升,相当于将DRAM的容量增加了几百倍,好处是能够让硬盘能提供更高级的伺服(servo)和适配叠瓦式技术等能力。此外,OptiNAND技术中所使用的iNAND容量(占整块硬盘容量的比例),相比混合硬盘中的SSD容量(占整块混合硬盘容量的比例)占比是很小的。

  另一方面,从整体优势看,在以往的混合硬盘中,如果用户存储的数据在机械硬盘上,那么其存储容量、性能等各方面跟以前的机械硬盘是“一模一样”的,但OptiNAND技术并不相同,其iNAND的功能和容量不是给用户直接使用的,而是给硬盘内部使用的,这就让用户真正能够以一种“无感知”的使用体验,获得更大的硬盘容量,性能和可靠性优势。更为关键的是,从生产制造的角度来看,采用OptiNAND技术的新型闪存增强型硬盘的生产流程跟前代的HDD也保持了一致,因此在供应和成本上也具有优势。

  “OptiNAND技术采用了全新的架构,这是过去的混合硬盘所不能相提并论的,因此,英文中对此也有一个评价——‘It’s not your grandfather’s hybrid drive’(这不是爷爷辈用的混合硬盘),这也说明了OptiNAND是新一代的磁盘架构设计技术。”车晓东说。

  既然OptiNAND 技术并非一种混合存储技术,而是一种重塑的磁盘架构设计,那么其在容量、性能和可靠性方面又实现了哪些增强呢?我们可以从三个维度来做观察:

  首先,在容量方面,OptiNAND 技术与西部数据行业领先的三阶寻轨定位系统(TSA)技术结合,实现更大的TPI(每英寸磁道)数量和更高的面密度,无需增加磁头或磁碟即可增加容量。OptiNAND 技术还将硬盘内部元数据存储从磁碟表面转移至iNAND,在增加用户数据在旋转型介质上的总体可用面积的同时,也为用户释放了更多的磁盘空间并实现了更快的数据访问速度。

  其次,在性能方面,OptiNAND技术降低了ATI(相邻磁道干扰)以及写缓存刷新频率,由此缩短了延迟,提高了性能。OptiNAND 技术能够通过在iNAND中记录扇区级别的写入操作,消除过多的刷新,让相邻磁道可以更靠近,在提高内部磁盘效率的同时,也不会对性能造成降低。此外,第一代搭载OptiNAND技术的产品采用CMR((叠瓦式磁记录)格式,进一步增强性能表现。

  最后,在可靠性方面,OptiNAND 技术能够在发生紧急断电(EPO)时,相较于将数据刷写到DRAM的前代HDD,OptiNAND技术可以安全地将约50倍的用户数据刷写至iNAND并保留。在此基础上,借助西部数据闪存增强型硬盘的垂直集成供应、设计、开发、测试和认证方面的独特能力,也能强化这款采用全新架构设计的硬盘的可靠性。

  据介绍,配备全新OptiNAND技术的首批产品,借助西部数据业内首创的三阶寻轨定位系统(TSA)和HelioSeal技术等领先技术,采用可靠的ePMR技术扩展容量,单碟容量高达2.2TB,相比前代产品容量最高的产品提高了约10%的容量。目前,西部数据已向部分客户交付采用OptiNAND技术的新款九磁碟、20TB ePMR闪存增强型硬盘样品。

  事实上,ePMR作为一个成熟的技术,在西部数据现有的产品线中已得到广泛地应用。截止目前,ePMR已经部署了接近100EB,如果按单块HDD容量10TB计算,相当于1000万块HDD,这无疑是一个非常可观的存储容量,而西部数据也相信,作为在HDD和Flash技术领域中通过不断创新而推出的独特产品,OptiNAND技术也将会被广泛部署、同时更会成为全球存储解决方案的未来演进和发展方向。

  车晓东博士强调说:“OptiNAND技术是我们通过不断创新,追求独特的全新研发成果,这一全新的架构,也将是硬盘发展中非常重要的构建要素(building block),西部数据会持续推进OptiNAND技术的开发,将进一步提升容量、性能和可靠性,在未来的产品迭代更新中,提高ePMR。我们也预计,单块采用OptiNAND技术的ePMR HDD容量,在下一个五年里会达到50TB。”

  同样,西部数据公司副总裁兼中国区业务总经理刘钢对OptiNAND技术的发布也感到十分的兴奋。

  他说:“在中国市场,无论是百度云、字节跳动这样的头部云服务商,还是新华三集团这样的服务商生产商,都十分看好OptiNAND技术,以及以此为支撑的新型闪存增强型硬盘,大家都非常期待这项突破性的技术,能为未来的数据化发展奠定更加坚实的硬件基础,为企业带来更高的价值。”

  刘钢认为,目前市场对于OptiNAND技术都寄予了厚望,主要原因包括两个方面:

  一是,企业级HDD市场的需求仍然很旺盛,目前很多企业和云服务商也正在快速地从低容量HDD往大容量HDD进行“切换”——数据显示,在2020年主流容量点已经从14T增长到16T,而在去年第四季度,主流容量点更是从16T往18T移动,这也意味着企业级HDD将迈入“大容量”的时代,而OptiNAND技术就是为此而生的,它能满足用户未来对于更大容量、更高性能以及更具可靠性硬盘的需求。

  二是,相比过去的混合硬盘,OptiNAND技术不是通过缓存数据来提升系统性能,而是将其融合和集成在了硬盘之内,由此带来的优势体现在,既能更好地提升硬盘在容量、性能以及可靠性,也不会增加成本的压力,当年混合硬盘正是采用了过多的的闪存导致成本较高,造成了产品的难以落地。OptiNAND技术并不是这类技术,而是通过全新架构的设计实现了磁盘技术的创新,未来西部数据也将会把OptiNAND技术应用在所有大容量盘、主流盘,以及西部数据的全线产品中去,同时在性价比方面也会保持强有力的竞争力。

  值得一提的是,为了更好的满足中国市场的需求,西部数据在生产研发和深度合作等领域,也进一步强化了对中国市场的承诺和投入。其中,在生产和研发方面,今年7月,西部数据公司下属全资子公司晟碟半导体(上海)有限公司工厂三期扩建综合配套项目正式竣工,扩建后西部数据的技术和产能均得到了进一步提升,将能更好地满足中国市场庞大、多样化且与日俱增的需求。

  不仅如此,西部数据还在深圳拥有总占地面积近5万平方米的工厂,提供企业级硬盘磁碟制造,产品广泛应用于企业级服务器电脑、台式电脑、便携式电子设备、消费类电子产品及个人存储等领域,同时还在上海浦东设立了解决方案赋能中心,更好地配合企业级及OEM客户对产品进行测试,加快上市进程。

  而在深度合作方面,目前包括百度云、字节跳动等在内的头部客户已与西部数据缔结了长期稳定的合作关系,定制化地部署了企业级和产品,创富论坛168开奖资料在容量、性能、稳定性、安全性、成本效益方面均获得了显著的提升。

  以百度为例,在新一代存储软件引擎的优化过程中,百度就使用了西部数据企业级硬盘 Ultrastar DC HC650 HDD存储温数据,并进行规模化的试点与部署,得益于 较大的单盘容量,助力业务进一步优化了单GB成本,此外双方还进一步加强协作,致力共同提升分区存储与百度存储引擎的兼容性。

  “无论是云服务商,还是企业都希望能够采用更大大容量、更高性能的存储来扩展他们数据中心的存储,既解决性能问题,也解决容量和稳定性问题,随着OptiNAND技术以及基于此打造的闪存增强型硬盘的规模化上市,一定可以最大化的化解数据爆炸式增长给所有用户带来的压力。”刘钢最后说。

  全文总结,OptiNAND技术的横空出世,既是西部数据一直以来在存储领域“与时俱进”积极响应用户需求的最新举措,也是其跟随时代不断进化和迭代的体现,更是西部数据将自身在Flash和HDD领域的多种独特优势“融会贯通”的重要印证,而这种持续的前瞻力、创新力和产品力,可以说真正把磁盘架构的设计与创新推上了一个全新的高度,也为未来更好地存储海量数据打下坚实的基础,其意义和价值无疑深远而重大。返回搜狐,查看更多