有容乃大 Seagate Enterprise Capacity 3.5HDD v4 6TB

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與SSD相比，傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤的確在數(shù)據(jù)傳輸速率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后，但是這并不意味著機(jī)械硬盤將會(huì)被新興的SSD全面取代。相反，由于個(gè)人、企業(yè)用戶在日常所需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)成倍增長，用戶對(duì)于大容量機(jī)械硬盤的需求也在日益增高。今天，全球數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量呈現(xiàn)爆炸增長，企業(yè)及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)以每年50%的速率在增長，據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2020年，全球數(shù)據(jù)量將達(dá)到35ZB，等于80億塊4TB硬盤。從2005年起，中國的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)總量就已經(jīng)上升至世界第二位，可以說無論是企業(yè)還是個(gè)人用戶，所面臨的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)模都是在大幅度增長。

2013年底， HGST公司發(fā)布了一款容量高達(dá)6TB的3.5英寸硬盤UltrastarHe6。為了實(shí)現(xiàn)6TB，這款硬盤除了采用了7盤片結(jié)構(gòu)，還采用了充氦氣技術(shù)。借助氦氣，HGST的硬盤將會(huì)實(shí)現(xiàn)容量的大幅度提升，可以把更多的磁片放入到一個(gè)3.5英寸或2.5英寸的硬盤中，在硬盤中充入氦氣來代替正常的空氣，借此來增加容量。這是因?yàn)楹獾拿芏缺瓤諝獾?，磁片所受的阻力更小，而精密的?nèi)部機(jī)械機(jī)制會(huì)把讀寫頭移動(dòng)到磁表面，降低震動(dòng)的影響，這樣就可以放入更多的磁片，刻錄更多的數(shù)據(jù)軌道。

希捷正式發(fā)布的首款6TB超大硬盤“Enterprise Capacity 3.5 HDD v4”，與西數(shù)旗下HGST的Ultrastar He6并駕齊驅(qū)，都是全球容量最大的硬盤，而且是傳統(tǒng)普通硬盤，不像后者使用了充氦技術(shù)。首先，該硬盤采用了單碟1TB技術(shù)，即便如此也達(dá)到了驚人的六碟裝，在希捷歷史上似乎也是第一次（HGST 6TB是七碟裝）。很長時(shí)間過去了，機(jī)械硬盤的存儲(chǔ)密度仍然沒有任何突破，全新的技術(shù)勢(shì)在必行。這塊定位于企業(yè)級(jí)領(lǐng)域的3.5寸盤三圍尺寸147.0×101.85×26.1毫米，重量780克，緩存容量128MB，轉(zhuǎn)速7200RPM，接口有SAS 12Gbps、SATA 6Gbps兩種（前者其實(shí)是雙接口），最高持續(xù)傳輸速度分別高達(dá)226MB/s、216MB/s，號(hào)稱是世界上速度最快的近線（Nearline）硬盤，比對(duì)手高25%——HGST的可達(dá)177MB/s。另外平均訪問延遲均為4.16毫秒，功耗7.97-11.86W、6.9-11.27W，平均故障間隔時(shí)間140萬小時(shí)，支持24×7不間斷運(yùn)行。希捷提供了4KB、512字節(jié)兩種扇區(qū)格式，后者還可選SED、SED-FIPS兩種加密方式，因此總共有八款不同的子型號(hào)，產(chǎn)品編號(hào)均為ST6000NM0xx4（具體見表格）。

SED這是目前比較流行的一種企業(yè)級(jí)硬盤加密方式。它同樣是一種硬件級(jí)加密，即主要通過內(nèi)置在企業(yè)級(jí)硬盤中的加密芯片來完成。企業(yè)級(jí)的存儲(chǔ)領(lǐng)域特點(diǎn)就決定了其采用的存儲(chǔ)產(chǎn)品需要具備大容量、安全、穩(wěn)定等諸多特點(diǎn)。如今，企業(yè)用戶購買服務(wù)器硬盤，除了關(guān)注硬盤容量外，數(shù)據(jù)的安全性也成為關(guān)注重點(diǎn)。而在市場中，傳統(tǒng)的桌面級(jí)硬盤大多還在依賴軟件方式實(shí)施數(shù)據(jù)加密，而服務(wù)器硬盤卻早已向芯片控制加密技術(shù)邁進(jìn)。SED硬盤具有可選擇的批量數(shù)據(jù)加密功能，提供基于硬件的數(shù)據(jù)安全保護(hù)和增強(qiáng)的安全擦除功能；而且，在廢棄這種自加密硬盤時(shí)也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的泄露，因?yàn)橹灰ㄟ^刪除加密密鑰就可讓數(shù)據(jù)變成不可讀取，從而無需費(fèi)時(shí)抹掉數(shù)據(jù)。

和目前主流桌面硬盤容量1TB相比，6TB是它的6倍，能夠在普通桌面PC平臺(tái)實(shí)現(xiàn)36TB最高存儲(chǔ)容量（6個(gè)SATA端口全部配置6TB硬盤的情況），極大的提升了個(gè)人電腦存儲(chǔ)能力上限。就單個(gè)6TB硬盤而言，也許用一組數(shù)字來說明更加直觀：6TB空間可以讓用戶以20Mbps的高速寬帶連續(xù)下載28天，存儲(chǔ)180余萬張千萬像素的數(shù)碼照片，收藏150萬首MP3歌曲或14.4萬首未壓縮CD歌曲乃至2400小時(shí)DVD質(zhì)量視頻，也可以存儲(chǔ)720小時(shí)1080P高清視頻（相當(dāng)于300多部電影）。

我們使用HD Tune Pro對(duì)希捷Enterprise Capacity 3.5HDD v4 6TB進(jìn)行了性能測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果可以看到，這款硬盤外圈數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到222MBps，最內(nèi)圈的數(shù)據(jù)傳輸速率也可以達(dá)到100MBps。平均讀寫速度170MBps的成績，對(duì)比4碟裝5900轉(zhuǎn)的希捷4TB硬盤、5碟裝7200轉(zhuǎn)的西數(shù)4TB黑盤/日立4TB硬盤，希捷的這款產(chǎn)品在平均讀寫速度方面超越后三者至少25%。

希捷的這款企業(yè)硬盤并沒有在磁盤技術(shù)、結(jié)構(gòu)上做出太多革命性的改進(jìn)，但是這款6TB海量硬盤并不代表機(jī)械硬盤達(dá)到了發(fā)展的瓶頸，容量達(dá)到8TB和10TB的產(chǎn)品在不久的將來就會(huì)出現(xiàn)在市場上。希捷實(shí)現(xiàn)容量增長的備選途徑包含以下幾種：疊瓦式磁記錄技術(shù)（Shingled Magneting Recording/SMR）、HAMR（即熱輔助磁記錄）技術(shù)。

希捷就承認(rèn)，其最新的單碟1TB技術(shù)已經(jīng)把讀寫磁頭縮小得不能再小了，碟片上的磁軌間距也已經(jīng)靠得不能再近了，因此必須在存儲(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行變革。希捷的解決方案叫做疊瓦式磁記錄，其實(shí)原理很簡單：磁軌大小通常取決于寫入磁頭大小，都比讀取磁頭要大，而磁軌寬度一般做得比實(shí)際需要略大一些，以降低讀回?cái)?shù)據(jù)時(shí)不小心跑到鄰近磁軌的幾率。SMR就縮小了磁軌間的保護(hù)距離，特別是允許磁軌互相重疊，就像屋頂?shù)寞B瓦，這自然就能在不縮小磁頭的前提下大大提高存儲(chǔ)密度。盡管數(shù)據(jù)寫入涉及磁軌的全部寬度，但是硬盤關(guān)心的其實(shí)只是一小部分，相當(dāng)于讀取磁頭寬度的那一點(diǎn)。

當(dāng)然了，SMR也不是完美的，其缺點(diǎn)和NAND閃存很相似。如果是向一個(gè)空白的碟片寫入數(shù)據(jù)，SMR很好很強(qiáng)大，但如果面對(duì)已經(jīng)存有數(shù)據(jù)的一系列磁軌，SMR的寫入過程其實(shí)是毀滅性的。寫入針對(duì)的仍是磁軌的全部寬度，而磁軌是互相重疊的，這就意味著覆蓋一個(gè)磁軌，也會(huì)影響鄰近的，會(huì)被一塊兒重寫。希捷的解決辦法是對(duì)磁軌進(jìn)行分組，在每一組的末端就不是疊瓦式布局了。這會(huì)降低存儲(chǔ)密度，但重寫一部分磁軌不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)硬盤的重寫，最壞也就是一個(gè)分組的重寫。這種技術(shù)將會(huì)將現(xiàn)有最大單碟容量1TB提升至1.25TB，也就是給硬盤帶來25%的容量提升。疊瓦式磁記錄對(duì)于提升磁盤的存儲(chǔ)密度（單碟存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量）具有重要作用，能夠提升高達(dá)25%的盤片存儲(chǔ)密度。不過它對(duì)硬盤的性能提升更類似于補(bǔ)丁的作用，革新但不是革命。

如果說SMR只是有限的提升了機(jī)械硬盤的容量，HAMR技術(shù)將是機(jī)械硬盤一次革命性的改進(jìn)。HAMR全稱是熱輔助磁性寫入技術(shù)，平心而論并不是什么新鮮名詞了，把時(shí)間拉回到2001年，那時(shí)PMR技術(shù)都還未面市，但希捷已經(jīng)開始HAMR技術(shù)的研發(fā)工作。經(jīng)過10年漫長的研發(fā)，今年3月希捷終于宣布實(shí)現(xiàn)了每平方英寸1TB的目標(biāo)，HARM的研發(fā)終于實(shí)現(xiàn)了突破。

HAMR技術(shù)硬盤盤片的材質(zhì)有了改變，采用鐵、鉑等合金材料，而不是目前主流的硬盤盤片為鈷、鉑、鉻與其他元素的合金。HAMR技術(shù)最大的特點(diǎn)是在硬盤內(nèi)部整合有激光發(fā)射組件，以近場光的方式來提供相應(yīng)的細(xì)小的激光光束照射到寫入點(diǎn)，從而對(duì)盤片微粒進(jìn)行加熱的方式來輔助磁頭進(jìn)行寫入。硬盤的介質(zhì)被加熱后，其屬性就產(chǎn)生了變化，磁性微粒從而能夠按照一定的方向被磁化之后，數(shù)據(jù)位就形成了二進(jìn)制的表示。當(dāng)此行微?？焖倮鋮s之后，這些已經(jīng)可寫入磁盤的數(shù)據(jù)會(huì)變得穩(wěn)定，從而達(dá)到永久存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的目的。

6TB是機(jī)械硬盤發(fā)展階段性的標(biāo)志，也是機(jī)械硬盤即將開始的新一代革新。在數(shù)據(jù)爆炸性膨脹的今天，雖然對(duì)于個(gè)人用戶有了越來越多的在線存儲(chǔ)選擇，但是對(duì)于企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)，機(jī)械硬盤的地位仍舊是牢不可破的。希捷Enterprise Capacity 3.5HDD v4 6TB的出現(xiàn)，讓企業(yè)用戶在近線存儲(chǔ)方面有了更好的選擇，無論在性能還是容量上，這款產(chǎn)品都是目前企業(yè)級(jí)儲(chǔ)存的上佳選擇?！?/p>