एसएमआर प्रौद्योगिकी चुंबकीय रिकॉर्डिंग के लिए नए क्षितिज खोलती है। टाइल वाली चुंबकीय रिकॉर्डिंग उर्फ SMR

आधुनिक घरेलू कंप्यूटर तेज सॉलिड-स्टेट ड्राइव (SSD) से लैस हैं, जिसकी गति कोई भी यांत्रिक HDD प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकता है, और पारंपरिक HDD, जो कीमत में अतुलनीय रूप से सस्ते हैं।

एक तरह की विशेषज्ञता हुई है: प्रोग्राम चलाने के लिए महंगे और तेज एसएसडी का उपयोग किया जाता है, और डेटा को स्टोर करने के लिए कैपेसिटिव और स्लो एचडीडी का उपयोग किया जाता है। इसलिए, यांत्रिक डिस्क का युद्ध मोर्चा डेटा संघनन के कारण क्षमता में वृद्धि है।

घनत्व की खोज में, 2007 में सीगेट ने लंबवत रिकॉर्डिंग तकनीक का प्रस्ताव रखा। उस वक्त इसको लेकर काफी आलोचना भी हुई थी। लेकिन अब डेटा को व्यवस्थित करने का यह तरीका मानक बन गया है, और इसके बिना बड़ी डिस्क बनाना संभव नहीं है।

अब सीगेट ने एक नई तकनीक - टाइल वाली रिकॉर्डिंग का प्रस्ताव दिया है।

बुनियादी कार्य सिद्धांत

शब्द "शिंगल्ड रिकॉर्डिंग" अंग्रेजी शब्द - शिंगल्ड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग (SMR) से आया है। प्रौद्योगिकी डेटा को संपीड़ित करने में मदद करती है ताकि ड्राइव की क्षमता एक चौथाई बड़ी हो जाए। शास्त्रीय डिस्क सतह लेआउट योजना में, सभी डेटा को एक के बाद एक सतह पर चलने वाले ट्रैक पर लिखा जाता है।

एसएमआर का उपयोग करते समय, पटरियों को भी एक के ऊपर एक व्यवस्थित किया जाता है। यह डेटा प्लेसमेंट में इस तरह का आंशिक रूप से तीसरा आयाम निकलता है।

पथ केवल आंशिक रूप से एक दूसरे को ओवरलैप करते हैं, जैसे छत पर टाइलें। इसलिए, इस तरह की रिकॉर्डिंग को पूर्ण त्रि-आयामी स्टाइल नहीं कहा जा सकता है। अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग डेटा को क्रमिक रूप से उन ट्रैक्स पर लिखती है जो एक दूसरे के ऊपर स्टैक्ड होते हैं।

इस मामले में, डिस्क लेआउट में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होते हैं और मानक चुंबकीय सिर का उपयोग किया जा सकता है। यह सब हार्ड ड्राइव की कीमत कम रखने में मदद करता है।

एसएमआर . का नुकसान

SMR तकनीक की अड़चन ही पुनर्लेखन प्रक्रिया है। किसी एक ट्रैक को फिर से लिखते समय, आपको उन सभी पड़ोसी लोगों को फिर से लिखना होगा जिनके साथ यह ओवरलैप होता है। और यह, बदले में, रिकॉर्डिंग समय में काफी वृद्धि करता है।

टाइल वाली श्रृंखला में ट्रैक जितना नीचे स्थित होगा, उतने ही अधिक ट्रैक को ओवरराइट करना होगा। यह पता चला है कि तार्किक मात्रा कितनी भी अच्छी तरह से डीफ़्रैग्मेन्ट हो, लिखने की गति काफी कम हो सकती है।

अतिरिक्त रूप से पुनः लिखने योग्य पटरियों की संख्या को कम करने के लिए, उन्हें संरचनाओं में समूहीकृत किया जाता है जिन्हें टेप कहा जाता है। ओवरलैपिंग ट्रैक केवल उसी टेप के भीतर होता है। इसलिए, यदि अचानक डेटा सबसे कम "टाइल" पर स्थित है, तो पुन: लिखने योग्य ट्रैक की संख्या अनुमानित होगी और न्यूनतम पुनर्लेखन गति अग्रिम में निर्धारित की जाएगी।

डिवाइस के उद्देश्य के आधार पर, प्रत्येक विशिष्ट डिस्क मॉडल के लिए टेप में विभाजन व्यक्तिगत रूप से किया जाता है। उन उपकरणों पर लंबे टेप का उपयोग किया जाता है जहां डेटा को बार-बार ओवरराइट किए जाने की उम्मीद नहीं होती है। उनका उपयोग या तो अभिलेखीय ड्राइव के रूप में या डेटा पढ़ने के लिए उपकरणों के रूप में किया जाएगा।

टेप की लंबाई कम करने से ड्राइव के आकार में वृद्धि में कमी आएगी, लेकिन एचडीडी पर स्थित डेटा तक पहुंच की गति में वृद्धि होगी।

बजट खंड में व्यावहारिक अनुप्रयोग

चुंबकीय एचडीडी पर डेटा रिकॉर्ड करने की जीवित तकनीक में, निर्माता अभी भी किसी तरह अपनी क्षमता बढ़ाने की कोशिश कर रहे हैं। फिर भी, मैकेनिकल एचडीडी को लिखना जल्दबाजी होगी: उन पर एक गीगाबाइट मेमोरी की लागत सॉलिड-स्टेट ड्राइव की तुलना में काफी कम है।

भंडारण स्थान और कीमत में कमी की लड़ाई में, 2014 में सीगेट ने अपेक्षाकृत सस्ती और क्षमता वाला ड्राइव मॉडल: ST8000AS002 जारी किया।

डिस्क का आकार 8 टीबी है, जो होम मीडिया लाइब्रेरी के रूप में उपयोगी हो सकता है। उसी समय, इसकी कीमत समान आकार के अन्य मॉडलों की तुलना में आधी है (उसी मात्रा के एसएसडी से 10 गुना कम)।

यह HDD विशेष रूप से डेटा स्टोरेज के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि इसे शुरू में लिखा जाता है, तो डेटा उस गति से लिखा जाएगा जो अन्य डिस्क से काफी कम नहीं है। और पठन काफी स्वीकार्य गति से किया जाएगा।

इस मॉडल ने उपयोगकर्ताओं के बीच एक विवादास्पद रवैया पैदा किया, और अब तक एक बात स्पष्ट है: प्रौद्योगिकी पारित नहीं हुई है और स्वयं के लिए रुचि है।

सारांश

एसएमआर प्रौद्योगिकी में अभी भी सुधार जारी है: इसमें निर्धारित सिद्धांत डिस्क के विभिन्न रूपों के निर्माण के लिए जगह देते हैं, आकार और गति दोनों में अनुकूलित। और जब डिस्क कक्ष को हीलियम से भरने जैसी तकनीकों के साथ जोड़ा जाता है, तो समग्र उत्पादकता को बढ़ाया जा सकता है।

कीमत के लिए, वे अन्य HDD की तुलना में लगभग 1000-2000r सस्ते हैं। स्टोर पर निर्भर करता है और आप कहां रहते हैं।

सीगेट ने पिछले साल के अंत में कहा था कि अगले 20 वर्षों में हार्ड ड्राइव का विकास जारी रहेगा, जिसके दौरान वे एक प्रासंगिक भंडारण माध्यम बने रहेंगे। बयान स्पष्ट रूप से संकेत देता है कि कंपनी कई तकनीकों का विकास कर रही है जो आने वाले कई वर्षों तक हार्ड ड्राइव की क्षमता और प्रदर्शन को बढ़ाएगी। इसके बाद, सीगेट ने "टाइल" चुंबकीय रिकॉर्डिंग के साथ पहले एचडीडी की घोषणा की, फिर हीलियम से भरी हार्ड ड्राइव के लिए अपना पहला प्लेटफॉर्म और 10 टीबी की क्षमता वाले कई मॉडल पेश किए। इसके अलावा, यह कोई रहस्य नहीं है कि आने वाले वर्षों में दो-आयामी चुंबकीय रिकॉर्डिंग (दो-आयामी चुंबकीय रिकॉर्डिंग, टीडीएमआर) और थर्मल चुंबकीय रिकॉर्डिंग (गर्मी से सहायता प्राप्त चुंबकीय रिकॉर्डिंग, एचएएमआर) प्रौद्योगिकियों पर आधारित हार्ड ड्राइव होंगे।

कुछ समय पहले, सीगेट के वरिष्ठ उपाध्यक्ष और मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी, मार्क रे, अनुसंधान और विकास के लिए जिम्मेदार व्यक्ति, आने वाले वर्षों के लिए सीगेट की योजनाओं पर चर्चा करने के लिए आनंदटेक के साथ एक साक्षात्कार के लिए सहमत हुए। हम बातचीत की प्रतिलिपि प्रकाशित कर रहे हैं।

⇡#विकास जारी है, नई चुनौतियां खड़ी हैं

हालांकि सॉलिड स्टेट डेटा ड्राइव तेजी से विकसित हो रहे हैं और प्रति गीगाबाइट लागत के संदर्भ में हर साल प्रदर्शन में वृद्धि कर रहे हैं, वे निकट भविष्य मेंहार्ड ड्राइव के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकता। इस आर्थिक मॉडल को देखते हुए, एचडीडी को बस विकसित करना जारी रखना चाहिए, भंडारण क्षमता और प्रदर्शन बढ़ाना चाहिए।

एचडीडी निर्माताओं के लिए आज की चुनौतियां

हार्ड ड्राइव के विकास में हमेशा कई मापदंडों का विकास शामिल होता है: सामग्री (प्लेटर्स), यांत्रिकी (मोटर, हेड मोटर्स, आंतरिक संरचना, आदि), हेड, कंट्रोलर और फर्मवेयर पढ़ना और लिखना। प्रदर्शन की वृद्धि और हार्ड ड्राइव की क्षमता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक पिछले कुछ वर्षों में नहीं बदले हैं। हम जानकारी की न्यूनतम मात्रा, ट्रैक की चौड़ाई (ट्रैक), धुरी के रोटेशन की गति को संग्रहीत करने के लिए सेल के आकार के बारे में बात कर रहे हैं। इन घटकों के विकास से अनिवार्य रूप से एचडीडी के अंदर और बाहर इलेक्ट्रॉनिक्स, डेटा ट्रांसफर इंटरफेस और अन्य हार्डवेयर में सुधार होता है।

निकट भविष्य के लिए एचडीडी रिकॉर्डिंग घनत्व प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाएगा

भविष्य में हार्ड ड्राइव का विकास मुख्य रूप से प्लेटों की रिकॉर्डिंग घनत्व, नए सिरों के साथ-साथ नियंत्रकों की कंप्यूटिंग क्षमताओं को बढ़ाने पर आधारित होगा। इसके अलावा, यह बाद वाला पैरामीटर है जो आने वाले वर्षों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। लेकिन वास्तव में क्या उम्मीद की जानी चाहिए और कब? दरअसल, मिस्टर री के साथ बातचीत इसी बारे में है।

⇡#सीगेट की योजना एसएमआर प्लेटों के उपयोग का विस्तार करने की है

आज, अधिकांश हार्ड ड्राइव लंबवत चुंबकीय रिकॉर्डिंग (पीएमआर) तकनीक पर आधारित हैं। रिकॉर्डिंग घनत्व और प्रदर्शन के मामले में आज के अनुप्रयोगों के लिए पीएमआर की क्षमताएं काफी पर्याप्त हैं। कुछ साल पहले, हार्ड ड्राइव निर्माताओं का मानना था कि पीएमआर तकनीक प्रति वर्ग इंच (टीबीपीएस) के एक से अधिक टेराबिट डेटा को रिकॉर्ड करने की अनुमति नहीं देगी। हालाँकि, पिछले कुछ वर्षों में कुछ प्रगति हुई है, और ऐसा लगता है कि तकनीक अभी भी विकसित हो रही है। हालांकि, रिकॉर्डिंग घनत्व में अधिक गंभीर वृद्धि के लिए शिंगल चुंबकीय रिकॉर्डिंग (एसएमआर) तकनीक की आवश्यकता होती है, जिसे सीगेट टेक्नोलॉजी कॉरपोरेशन ने कई साल पहले विशेष ड्राइव के लिए उपयोग करना शुरू किया था।

टाइल वाली चुंबकीय रिकॉर्डिंग: मूल सिद्धांत

एसएमआर तकनीक रिकॉर्डिंग घनत्व को 1 टीबीपीएस से ऊपर तक बढ़ा सकती है, लेकिन इसके साथ कई समस्याएं आती हैं जिन्हें संबोधित करने की आवश्यकता है। इसलिए, टाइल की गई रिकॉर्डिंग का उपयोग करने वाले हार्ड डिस्क नए ट्रैक रिकॉर्ड करते हैं जो पहले से रिकॉर्ड किए गए चुंबकीय ट्रैक के "ओवरलैप" भाग होते हैं। "ओवरलैपिंग" ट्रैक रिकॉर्डिंग को धीमा कर देते हैं क्योंकि SMR डिस्क आर्किटेक्चर के लिए नए डेटा को लिखने की आवश्यकता होती है और फिर आसन्न ट्रैक्स को ओवरराइट किया जाना चाहिए। ओवरराइटिंग को कम करने के लिए, एसएमआर-आधारित हार्ड डिस्क नियंत्रक समूहों (तथाकथित बैंड) में "टाइल वाले" ट्रैक की व्यवस्था करता है। यह उन ट्रैकों की संख्या को अनुकूलित करता है जिन्हें लिखने के संचालन के बाद फिर से लिखने की आवश्यकता होती है और इस प्रकार विशिष्ट परिदृश्यों में एसएमआर ड्राइव के अनुमानित प्रदर्शन को सुनिश्चित करने में मदद मिल सकती है।

ट्रैक को टेप में समूहित करना टाइल वाली चुंबकीय रिकॉर्डिंग की विशेषताओं को छिपाने का एकमात्र तरीका नहीं है। वास्तव में, प्रत्येक एसएमआर प्लेटर-आधारित हार्ड ड्राइव में ज़ोन होते हैं जो अपेक्षाकृत उच्च गति के साथ पीएमआर रिकॉर्डिंग तकनीक का उपयोग करते हैं। इन क्षेत्रों का उपयोग तेजी से डेटा रिकॉर्डिंग और जरूरत पड़ने पर कई अन्य कार्यों के लिए किया जाता है। इसके बाद, उपयोगकर्ता या ऑपरेटिंग सिस्टम (जो एसएसडी कचरा संग्रहण कार्यों के समान है) की ओर से किसी भी कार्रवाई के बिना पीएमआर क्षेत्रों से जानकारी स्वचालित रूप से एसएमआर क्षेत्रों में स्थानांतरित हो जाती है। सीगेट अपने एसएमआर लेन या पीएमआर ज़ोन क्षमताओं के वास्तविक कॉन्फ़िगरेशन का खुलासा नहीं करता है, लेकिन नोट करता है कि ऐसे कॉन्फ़िगरेशन उन अनुप्रयोगों के प्रकारों पर निर्भर करते हैं जिनके लिए विशिष्ट हार्ड ड्राइव मॉडल का इरादा है (यानी उपभोक्ता एचडीडी और कोल्ड स्टोरेज ड्राइव के लिए समान विशेषताएं भिन्न होती हैं)। )

इष्टतम प्रदर्शन को और सुनिश्चित करने के लिए, एसएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव बड़े डीआरएएम और/या नंद फ्लैश आधारित कैश का भी उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, इस साल की शुरुआत में घोषित 2TB सीगेट मोबाइल 2.5” हार्ड ड्राइव में 128MB DRAM और एक अनिर्दिष्ट मात्रा में सिंगल-बिट सेल (SLC) NAND फ्लैश है। SLC NAND बफर में लिखने की गति काफी अधिक होती है, जिसका अर्थ है कि, कम मात्रा में डेटा के साथ काम करने की स्थिति में, उपरोक्त ड्राइव में बहुत अधिक लेखन गति होगी। चूंकि नंद की मात्रा बहुत बड़ी नहीं है (उल्लेखित मॉडल के मामले में एक गीगाबाइट से कम), यह बड़ी फ़ाइलों को लिखने के मामले में किसी भी तरह से मदद नहीं करेगा। लेकिन घरेलू जरूरतों के लिए ऐसी वास्तुकला काफी उपयोगी होनी चाहिए।

सीगेट को जिन चीजों पर गर्व है, उनमें से एक एसएमआर प्लेटर्स पर आधारित हार्ड ड्राइव के लेखन प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए इसका पुनरावृत्त दृष्टिकोण है। यह तर्क दिया जा सकता है कि सीगेट आर्काइव 8 टीबी और सीगेट मोबाइल 2 टीबी के घोषित प्रदर्शन आंकड़े प्रभावशाली नहीं हैं। हालांकि, सीगेट मोबाइल 2 टीबी में तीन-स्तरीय कैशिंग के कार्यान्वयन को नोट करने में विफल नहीं हो सकता है, जिसमें पीएमआर जोन, नंद और डीआरएएम शामिल हैं, जो ऐसे एचडीडी की उच्च जटिलता को प्रदर्शित करता है। स्पष्ट रूप से, एसएमआर-आधारित क्लाइंट ड्राइव के आर्किटेक्चर के लिए बफ़र्स को प्रबंधित करने, पीएमआर ज़ोन से एसएमआर ज़ोन में डेटा ट्रांसफर करने और अन्य ऑपरेशन करने के लिए उच्च प्रदर्शन नियंत्रकों की आवश्यकता होती है, सभी विभिन्न प्रकार के वर्कलोड में अपेक्षित प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए। हमने पहले ही टीएलसी नंद आधारित एसएसडी के साथ कुछ ऐसा ही देखा है, जो तेजी से लिखने को सक्षम करने के लिए छद्म-एसएलसी आधारित बफर का उपयोग करते हैं। सीगेट की योजनाओं के आधार पर, एसएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव (तथाकथित डिवाइस-प्रबंधित ड्राइव जो तीसरे पक्ष के अनुप्रयोगों, ऑपरेटिंग सिस्टम और / या हार्डवेयर की भागीदारी के बिना अपने काम को पूरी तरह से प्रबंधित करते हैं) की वास्तुकला को और बढ़ाने के लिए विस्तारित किया जा सकता है। प्रदर्शन।

निकट भविष्य के लिए, सीगेट ने टाइल वाले चुंबकीय प्लेटर्स के उपयोग का विस्तार करने की योजना बनाई है। सीगेट जल्द ही निगरानी अनुप्रयोगों के लिए एसएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव पेश करेगा (यानी, बड़ी संख्या में निगरानी कैमरों से स्ट्रीमिंग रिकॉर्डिंग के लिए अनुकूलित - कम से कम 32-64)। इसके अलावा क्लाइंट उपकरणों के लिए "टाइल वाली" हार्ड ड्राइव का पालन किया जाएगा। इस बात की कोई निश्चितता नहीं है कि उच्च प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए एसएमआर प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाएगा। पहला, क्योंकि पीएमआर का विकास जारी है; दूसरे, नई प्रौद्योगिकियों के अपरिहार्य उद्भव के कारण, जिसके बारे में हम नीचे चर्चा करेंगे। हालाँकि, हम बहुत अच्छी तरह से कुछ प्रकार के हाइब्रिड ड्राइव देख सकते हैं जो उच्च प्रदर्शन की गारंटी के लिए SMR और PMR दोनों का उपयोग करेंगे। किसी भी मामले में, सीगेट यह नहीं मानता है कि एसएमआर का उपयोग विशेष रूप से शायद ही कभी इस्तेमाल किए गए "कोल्ड" डेटा को संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है।

⇡#हीलियम उच्च क्षमता वाले एचडीडी के लिए विशिष्ट रहेगा

आमतौर पर, कंपनियां पहले हाई-एंड उत्पादों (उत्साही या उद्यम) के लिए नई तकनीकों को पेश करती हैं, और फिर उन्हें अन्य सभी उत्पाद परिवारों, जैसे क्लाइंट पीसी या विशेष उपकरणों पर लागू करती हैं। समय के साथ, कुछ ऐसा जो कभी महंगे, "चरम" उपकरणों की एक विशिष्ट विशेषता थी, बड़े पैमाने पर उत्पादों का एक अभिन्न अंग बन जाती है। कुछ हद तक, हम इसे हीलियम से भरी हार्ड ड्राइव के मामले में देखेंगे। हालांकि, सब इतना आसान नहीं है।

हीलियम से भरे एचडीडी के मुख्य लाभ। एचजीएसटी स्लाइड

हीलियम का घनत्व हवा के घनत्व से सात गुना कम है, जो हार्ड ड्राइव के अंदर चुंबकीय प्लेटों पर काम करने वाले घर्षण बल को कम करता है, और सिर और प्लेटर्स की स्थिति सटीकता को प्रभावित करने वाले गैस प्रवाह के बल को भी कम करता है। हीलियम के साथ हार्ड ड्राइव भरने से उनमें सात प्लेटर स्थापित करना संभव हो जाता है, स्पिंडल मोटर्स की शक्ति कम हो जाती है, सिर की स्थिति की सटीकता बढ़ जाती है, और शोर और गर्मी उत्पादन कम हो जाता है। ये सभी लाभ आज के डेटा केंद्रों के लिए आवश्यक हैं। एचजीएसटी ने 2013 में दुनिया की पहली वाणिज्यिक हीलियम हार्ड ड्राइव की शुरुआत की, और सीगेट ने इस वसंत में अपनी 10 टीबी हीलियम ड्राइव बेचना शुरू कर दिया।

पिछले साल नवंबर में, सीगेट ने कहा कि उसने 2000 के दशक की शुरुआत में हीलियम के साथ प्रयोग करना शुरू किया था और पिछले साल के अंत में इसके साथ 12 साल का अनुभव था। मार्क री ने पुष्टि की कि सीगेट वास्तव में हीलियम से परिचित है और इसका सीलबंद एचडीडी प्लेटफॉर्म बहुत विश्वसनीय है। हालांकि, बाद वाले का व्यावसायीकरण प्रारंभिक चरण में है। इसलिए, फिलहाल, सीगेट के पास इसके लिए कोई मार्केटिंग नाम भी नहीं है (वेस्टर्न डिजिटल अपने प्लेटफॉर्म्स को HelioSeal कहता है)।

हार्ड ड्राइव को हीलियम से भरने से हेड्स (ट्रैक की चौड़ाई और सेल आकार सिकुड़ने के रूप में महत्वपूर्ण) को अधिक सटीक स्थिति में मदद मिलती है, सीगेट का कहना है कि कंपनी हार्ड ड्राइव के अंदर गैस प्रवाह के बल को कम करने के लिए विशुद्ध रूप से यांत्रिक समाधानों का उपयोग करती है और भविष्य में उन्हें और बेहतर बनाने की योजना बना रही है। . इस प्रकार, हार्ड ड्राइव की अगली पीढ़ियों के लिए हीलियम का उपयोग अनिवार्य नहीं है, जो एचएएमआर, टीडीएमआर और अन्य तकनीकों का उपयोग लेखन घनत्व और पढ़ने की गति को बढ़ाने के लिए करेगा।

सीगेट का मानना है कि हार्ड ड्राइव क्षमता को अधिकतम करना (जो स्वचालित रूप से सर्वर रैक और डेटा सेंटर क्षमता को बढ़ाता है) और बिजली की खपत को कम करना पहली जगह में डेटा केंद्रों के लिए आवश्यक है (यही कारण है कि सात प्लेटर्स और कम पावर मोटर्स इस बाजार खंड में समझ में आता है)। हालांकि, चूंकि गैस प्रवाह बलों में कमी विभिन्न तरीकों से हासिल की जा सकती है, इसलिए उन एचडीडी प्लेटफार्मों के लिए हीलियम का उपयोग आवश्यक नहीं हो सकता है जो अधिकतम क्षमता के उत्पाद बनाने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं।

जबकि सीगेट सीलबंद एचडीडी के बारे में बहुत उत्साही नहीं लग सकता है, यह याद रखना चाहिए कि बड़े निगम हमेशा प्रौद्योगिकियों और प्लेटफार्मों की एक पूरी श्रृंखला विकसित करते हैं और फिर समय आने पर उनका उपयोग करते हैं। इस प्रकार, यदि सीगेट अब अपेक्षाकृत सस्ते क्लाइंट एचडीडी के लिए हीलियम का उपयोग नहीं करने जा रहा है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि कंपनी भविष्य में ऐसे उपकरणों को पेश नहीं कर पाएगी। हाल ही में, कंपनी ने हार्ड ड्राइव की अपनी डेटा गार्जियन श्रृंखला की घोषणा की, जिसके प्रमुख 10-टेराबाइट मॉडल - बाराकुडा, आयरनवॉल्फ और स्काईहॉक - हीलियम से भरे हुए हैं। बेशक, हम इस साल की शुरुआत में पेश किए गए सर्वर प्लेटफॉर्म के पुन: उपयोग के बारे में बात कर रहे हैं, लेकिन यह बहुत स्पष्ट है कि कंपनी डेटा सेंटर ड्राइव सेगमेंट के बाहर हीलियम का उपयोग करने के लिए बिल्कुल तैयार है।

सीगेट का प्रतियोगी, वेस्टर्न डिजिटल कॉर्पोरेशन, विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए HelioSeal तकनीक का व्यापक उपयोग करता है। इसलिए, इस साल के वसंत में, कंपनी ने NAS और वीडियो निगरानी प्रणालियों के लिए WD Red, WD Red Pro और WD पर्पल हीलियम से भरी हार्ड ड्राइव पेश की। इसके अलावा, उसने एक बाहरी हार्ड ड्राइव माई बुक 8 टीबी की घोषणा की, जो हीलियम से भरी हुई है, लेकिन इसकी स्पिंडल गति केवल 5400 आरपीएम है। इससे पता चलता है कि HelioSeal तकनीक कम खर्चीली होती जा रही है।

यह ध्यान देने योग्य है कि सीगेट अभी अपने हीलियम से भरे एचडीडी के लिए आगे की योजना का खुलासा नहीं कर रहा है, मार्क री ने यह स्पष्ट कर दिया है कि ऐसी योजना मौजूद है।

⇡#TDMR 2017 में बाजार में उतरने के लिए हार्ड ड्राइव

द्वि-आयामी चुंबकीय रिकॉर्डिंग (टीडीएमआर) एक अन्य तकनीक है जो रिकॉर्डिंग घनत्व और हार्ड ड्राइव के प्रदर्शन को बढ़ाने में मदद करनी चाहिए। सीगेट का मानना है कि टीडीएमआर रिकॉर्डिंग घनत्व को 5-10% तक बढ़ाने में मदद करेगा (हालांकि, तकनीक का सार रिकॉर्डिंग घनत्व में तत्काल वृद्धि की तुलना में बहुत अधिक महत्वपूर्ण है, जिसके बारे में हम नीचे और अधिक विस्तार से चर्चा करेंगे)। वाणिज्यिक हार्ड ड्राइव के लिए टीडीएमआर का उपयोग करने की योजना पिछले सितंबर में घोषित की गई थी, और मार्क री ने पुष्टि की कि सीगेट उन्हें लागू करने के लिए ट्रैक पर है। 2डी चुंबकीय रिकॉर्डिंग तकनीक का उपयोग करने वाले पहले एचडीडी 2017 की शुरुआत में बाजार में आ जाएंगे।

2डी चुंबकीय रिकॉर्डिंग के प्रमुख लाभ

TDMR हार्ड ड्राइव निर्माताओं को ट्रैक को संकरा और कोशिकाओं को छोटा बनाकर HDD प्लेटर्स के घनत्व को बढ़ाने में सक्षम बनाने का वादा करता है। नई प्रौद्योगिकियां लेखक के सिर (लेखक) के आकार को कम करना संभव बनाती हैं, हालांकि, इस मामले में पढ़ना एक मुश्किल काम हो जाता है। चुंबकीय प्लेट पर पटरियों के घनत्व में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ, रीडर हेड (रीडर) ट्रैक से अधिक चौड़ा हो जाता है और आसन्न पटरियों से हस्तक्षेप के कारण प्रत्येक ट्रैक पर डेटा को "पढ़ना" उसके लिए अधिक कठिन हो जाता है। (इंटर-ट्रैक इंटरफेरेंस, आईटीआई), जो सिग्नल की पहचान में हस्तक्षेप करता है। आईटीआई प्रभाव का मुकाबला करने के लिए, टीडीएमआर प्रौद्योगिकी में पाठकों की एक सरणी का उपयोग शामिल है जो एक ही समय में एक या एक से अधिक ट्रैक से डेटा पढ़ेगा (इस पद्धति का वर्णन कई वैज्ञानिक प्रकाशनों में किया गया है)। दो पाठकों द्वारा एक ट्रैक से डेटा पढ़ना एचडीडी नियंत्रक को विभिन्न ट्रैक्स से शोर अनुपात (सिग्नल-टू-शोर अनुपात, सिग्नल-टू-शोर अनुपात) को कम करने और डेटा को सही ढंग से पढ़ने की अनुमति देता है। बेशक, इसके लिए नियंत्रकों से उच्च प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होगी, साथ ही त्रुटि नियंत्रण (हम हार्ड ड्राइव नियंत्रकों के मामले में शायद एलडीपीसी विधि देख सकते हैं)। बेशक, सैद्धांतिक रूप से, एक पाठक के साथ एक सिर पढ़ने के संचालन के दौरान आवश्यक क्षेत्रों पर एक से अधिक "पास" कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप नियंत्रक को आवश्यक मात्रा में डेटा प्राप्त होगा। हालांकि, इस तरह के एल्गोरिदम अनिवार्य रूप से देरी में वृद्धि करेंगे, बड़ी मात्रा में ऑन-बोर्ड मेमोरी और बढ़ी हुई कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, यह समग्र प्रदर्शन में कमी का कारण बन सकता है।

हीट-असिस्टेड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग (एचएएमआर) के समय में एचडीडी हेड पर पाठकों की बढ़ी हुई संख्या अधिक महत्वपूर्ण हो जाएगी: वेफर सतह को गर्म करने से ट्रैक की चौड़ाई और सेल का आकार कम हो जाएगा, जिससे रिकॉर्डिंग घनत्व और आईटीआई में वृद्धि होगी। इस प्रकार, सीधे एचएएमआर तकनीक रिकॉर्डिंग घनत्व में वृद्धि करेगी, और टीडीएमआर आईटीआई हस्तक्षेप के साथ समस्याओं को हल करने का अवसर प्रदान करेगी।

इसके अलावा, मार्क री ने कहा कि उचित प्रोग्रामिंग के साथ, एक ही सिर पर कई पाठकों के साथ हार्ड ड्राइव को बेहतर प्रदर्शन मिलेगा। हम इस तथ्य के बारे में बात कर रहे हैं कि पाठक एक ही समय में आसन्न पटरियों से डेटा पढ़ सकेंगे, जिससे बड़ी मात्रा में डेटा के लिए पढ़ने की गति में वृद्धि होगी। यह स्पष्ट रूप से नई हार्ड ड्राइव को एसएसडी के रूप में तेज़ नहीं बनाएगा, लेकिन यह सीगेट ग्राहकों को अपने स्टोरेज सिस्टम के प्रदर्शन को बढ़ाने में मदद करेगा। फिलहाल, कंपनी वाणिज्यिक एचडीडी में प्रदर्शन बढ़ाने के लिए कई पाठकों का उपयोग करने की अपनी योजना के बारे में बात नहीं कर रही है, क्योंकि ऐसे उपकरण कल नहीं दिखाई देंगे, अगर बिल्कुल भी - लेकिन यह ऐसी संभावना पर विचार कर रहा है।

मार्क री ने पुष्टि की कि टीडीएमआर एचडीडी निर्माताओं को रिकॉर्डिंग घनत्व को लगभग 10% तक बढ़ाने की अनुमति देता है, जो पारंपरिक पीएमआर-प्रकार के प्लैटर्स की तुलना में काफी महत्वपूर्ण है। हालांकि, अतिरिक्त भंडारण क्षमता "मुक्त" नहीं होगी, कम से कम हार्ड ड्राइव नियंत्रकों की प्रसंस्करण शक्ति के संदर्भ में। सिर पर पाठकों की एक सरणी नियंत्रक की बैंडविड्थ आवश्यकताओं को बढ़ाती है, साथ ही साथ संसाधित होने वाली जानकारी की मात्रा भी बढ़ाती है। नतीजतन, पूरा टीडीएमआर प्लेटफॉर्म बहुत महंगा हो जाता है: यह बड़ी संख्या में पाठकों, नए प्लेटर्स, नए मोटर्स और नए नियंत्रकों का उपयोग करता है। यही कारण है कि सीगेट 2017 की शुरुआत में मुख्य रूप से सर्वर ड्राइव के लिए ऐसे प्लेटफॉर्म का उपयोग करने की योजना बना रहा है। सीगेट ने पुष्टि नहीं की है कि क्या ऐसी हार्ड ड्राइव टीडीएमआर और हीलियम दोनों का उपयोग करेगी, लेकिन मार्क री ने कहा कि विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए प्रासंगिक समाधान बनाने के लिए एक ही एचडीडी प्लेटफॉर्म के भीतर लगभग सभी तकनीकों का एक साथ उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, याद रखें कि हम योजनाओं के बारे में बात कर रहे हैं, और वे अक्सर बदलते हैं।

⇡#रास्ते में 10K और 15K हार्ड ड्राइव की नई पीढ़ी

आज, हाई स्पीड हार्ड ड्राइव सबसे तेज़ स्टोरेज डिवाइस नहीं हैं। हालांकि, उनका उपयोग निरंतर संचालन के सर्वर के लिए किया जाता है, जिसका प्रतिस्थापन विशेष सॉफ्टवेयर के उपयोग और प्रक्रिया की अत्यधिक जटिलता के कारण काफी दुर्लभ है। ऐसी प्रणालियों के लिए प्रदर्शन बढ़ाना एक महत्वपूर्ण घटक है। यही कारण है कि सीगेट कॉर्पोरेशन 10 और 15 हजार क्रांति प्रति मिनट (10K और 15K क्रांति प्रति मिनट, RPM) की स्पिंडल गति के साथ हार्ड ड्राइव की एक नई पीढ़ी तैयार कर रहा है।

डेल पॉवरएज सर्वर। डेल तस्वीरें

निरंतर कार्रवाई के कई चल रहे सर्वर (मिशन क्रिटिकल, एमसी) उच्च स्पिंडल गति के साथ हार्ड ड्राइव पर भरोसा करना जारी रखेंगे। ऐसे HDD ऐसी मशीनों के लिए अपने सभी लाभों के साथ SAS (सीरियल अटैच्ड SCSI) इंटरफ़ेस का उपयोग करते हैं - ये ड्राइव प्रदर्शन से विस्मित नहीं करते हैं, लेकिन हर जगह उपयोग किए जाते हैं। उन्हें जल्द ही किसी भी समय सेवा से बाहर नहीं किया जाएगा, जो HDD निर्माताओं के लिए एक अच्छा संकेत है। हालांकि, हाल के वर्षों में अल्ट्रा-फास्ट 10K और 15K हार्ड ड्राइव के लिए बाजार (कुल उपलब्ध बाजार, TAM) SSDs की वजह से सिकुड़ गया है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि तेज हार्ड ड्राइव अब विकसित नहीं हो रहे हैं। सभी जगह -वास्तव में, सीगेट ऐसे उपकरणों की एक और पीढ़ी तैयार कर रहा है।

10K RPM सीगेट एंटरप्राइज परफॉर्मेंस हार्ड ड्राइव

सीगेट एंटरप्राइज परफॉर्मेंस 10K हार्ड ड्राइव की नई पीढ़ी में न केवल 10,000 आरपीएम स्पिंडल स्पीड होगी, बल्कि प्रति व्यक्ति कई पाठक होंगे। बहुत अधिक रिकॉर्डिंग घनत्व के कारण दोनों हेड एक ही ट्रैक को पढ़ेंगे (याद रखें कि 2.5-इंच की हार्ड ड्राइव में छोटे प्लैटर्स का उपयोग किया जा सकता है, इसलिए हम 1 टीबीपीएस2 से ऊपर की चीज़ से निपट सकते हैं), इस प्रकार आईटीआई को समाप्त करके 10K ड्राइव के अपेक्षित प्रदर्शन की गारंटी देता है। यह देखते हुए कि 10K हार्ड ड्राइव के मामले में हम महत्वपूर्ण डेटा भंडारण उपकरणों के साथ काम कर रहे हैं, हमें उम्मीद करनी चाहिए कि वे पहले से ही परिचित पीएमआर या एसएमआर प्लेटर्स पर आधारित होंगे। हालांकि, बहु-पाठक शीर्ष अंततः एचएएमआर-आधारित एचडीडी में दिखाई दे सकते हैं।

सीगेट चीता 15k आरपीएम हार्ड ड्राइव

प्रति मिनट 15 हजार क्रांतियों की स्पिंडल गति के साथ हार्ड ड्राइव के लिए, सीगेट कुछ अधिक विनम्र और गुप्त रूप से व्यवहार करता है। कंपनी पुष्टि करती है कि वह 15K HDD की एक और पीढ़ी पर काम कर रही है, लेकिन विवरण प्रकट करने के लिए अनिच्छुक है। यह याद रखना चाहिए कि डेटा सेंटर में बड़ी संख्या में 15K SAS हार्ड ड्राइव का उपयोग करने वाली कई कंपनियां हैं, और इसलिए ऐसी ड्राइव की एक और पीढ़ी काम में आएगी। उसी समय, SNIA के पास SAS इंटरफ़ेस विकसित करने और 2020 और उसके बाद डेटा स्थानांतरण दरों को 24 Gb / s तक बढ़ाने के लिए एक महत्वाकांक्षी दीर्घकालिक योजना है। इसलिए, सीगेट के लिए इस बाजार खंड के लिए एसएसडी और एचडीडी दोनों की पेशकश करना महत्वपूर्ण है। यह याद रखना चाहिए कि हाल के वर्षों में 15K HDD की बिक्री में गिरावट आई है और ऐसे उपकरणों की नई पीढ़ी अंतिम हो सकती है - यही कारण है कि इसे कुछ निश्चित विशेषताओं और तकनीकों की पेशकश करनी चाहिए, जिन पर सीगेट चर्चा नहीं करना चाहता। शायद प्रतिस्पर्धा के कारण इतना नहीं, बल्कि इसलिए कि कंपनी अपने ग्राहकों के साथ काम कर रही है ताकि नए एचडीडी में उन सुविधाओं को शामिल किया जा सके जिनकी वास्तव में जरूरत है।

हालाँकि, जैसे-जैसे नए डेटा सेंटर प्लेटफ़ॉर्म सामने आते हैं, 10K/15K हार्ड ड्राइव की आवश्यकता अनिवार्य रूप से कम हो जाएगी। उदाहरण के लिए, डेटा केंद्रों और निरंतर सर्वरों के लिए इंटेल द्वारा निर्मित सभी नए एसएसडी पीसीआईई इंटरफेस और एनवीएमई प्रोटोकॉल के लिए डिजाइन किए गए हैं। हाई-एंड एनवीएमई एसएसडी (एक्सेलरेटर्स का सीगेट नाइट्रो परिवार) के सबसे बड़े निर्माताओं में से एक के रूप में, सीगेट बाजार के रुझानों का पालन करेगा। इसके अलावा, कंपनी के हालिया एसएसडी प्रदर्शन (जैसे कि 60 जीबी एसएसडी और 10 जीबी/एस एसएसडी) सीगेट की एसएसडी की समझ और विकास की पुष्टि करते हैं।

⇡#एचएएमआर: 2 टीबीपीएस से अधिक और उससे अधिक

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एसएमआर और टीडीएमआर प्रौद्योगिकियां आज की रिकॉर्डिंग घनत्व की तुलना में हार्ड डिस्क प्लेटर्स पर रिकॉर्डिंग घनत्व को 10-20% तक बढ़ाने में सक्षम हैं। सीगेट ने विभिन्न प्रकार के हार्ड ड्राइव प्रकारों के लिए एसएमआर तकनीक को सबसे व्यवहार्य बनाने के लिए बहुत कुछ किया है, और भविष्य में हम टीडीएमआर के फल देखेंगे। हालांकि, एसएमआर और टीडीएमआर की भौतिक सीमाओं के साथ-साथ हीलियम से भरे एचडीडी की अपेक्षाकृत उच्च लागत को देखते हुए, भंडारण क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि के लिए एक नई चुंबकीय रिकॉर्डिंग तकनीक की आवश्यकता होती है। अंत में (हम जानते हैं कि आप इस विशेष खंड की प्रतीक्षा कर रहे हैं :)), यह थर्मोमैग्नेटिक रिकॉर्डिंग तकनीक - एचएएमआर के बारे में बात करने का समय है।

एचएएमआर प्रौद्योगिकी के प्रमुख लाभ

सीगेट का कहना है कि इसके एचएएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव के प्रोटोटाइप हेड का उपयोग करते हैं जो 20mW 810nm लेजर का उपयोग करके स्थानीय रूप से 450 ° C तक प्लेटर को गर्म करते हैं। वर्तमान में, एचएएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव में लगभग 2 टीबीपीएस की रिकॉर्डिंग घनत्व है, जो पीएमआर या एसएमआर प्लेटर्स पर आधारित आज की हार्ड ड्राइव की तुलना में काफी अधिक है। संभावित रूप से, इसका मतलब है कि सीगेट सिर्फ एचएएमआर तकनीक का उपयोग करके हार्ड ड्राइव की क्षमता को दोगुना कर सकता है। वास्तव में, सब कुछ इतना सरल नहीं है।

एक उपकरण जो डेटा वाहक को गर्म करने के लिए थर्मल विकिरण प्रसारित करता है उसे निकट क्षेत्र ऑप्टिकल ट्रांसड्यूसर (एनएफटी) कहा जाता है। लेजर के संपर्क में आने पर, एनएफटी थर्मल ऊर्जा को प्लेट में स्थानांतरित करता है, जिससे कोशिकाओं का विस्तार होता है और रिकॉर्डिंग सक्षम होती है। हार्ड डिस्क निर्माता अपने उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुणों के कारण एनएफटी के लिए प्राथमिक सामग्री के रूप में सोने का उपयोग करते हैं। दूसरी ओर, सोने में अपेक्षाकृत कम यांत्रिक शक्ति होती है, और ऐसे एनएफटी लंबे समय तक ऊंचे तापमान के संपर्क में रहने पर ख़राब हो सकते हैं। बदले में, विरूपण थर्मल ऊर्जा को मीडिया में स्थानांतरित करने की क्षमता में कमी का कारण बन सकता है, जो वास्तव में, हार्ड ड्राइव की विफलता का मतलब है। यही कारण है कि सीगेट और अन्य हार्ड ड्राइव निर्माता वर्षों से एनएफटी के लिए विभिन्न सामग्रियों (सोने पर आधारित मिश्र धातु, सटीक होने के लिए) पर शोध और पेटेंट कर रहे हैं। बेशक, सीगेट उस मिश्र धातु का खुलासा नहीं करता है जिसका उपयोग अभी प्रोटोटाइप एचएएमआर एचडीडी में किया जा रहा है।

हालांकि, मार्क री इस बात पर जोर देते हैं कि जब कंपनी 2017 में मूल्यांकन के लिए अपने भागीदारों के लिए पहली एचएएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव और फिर 2018 में वाणिज्यिक प्रणालियों को भेजती है, तो वे आज के एचडीडी की तरह ही लंबे समय तक चलने के लिए बनाई जाएंगी। सीगेट एचएएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव की क्षमताओं पर विशिष्ट डेटा का खुलासा नहीं करता है, लेकिन दावा करता है कि वे पांच साल के लिए दिन में कई बार डेटा को ओवरराइट करने में सक्षम होंगे, जो काफी उच्च विश्वसनीयता को इंगित करता है। आखिरकार, क्लाइंट पीसी ड्राइव भी HAMR का उपयोग करेंगे, लेकिन ऐसे उपकरण अपेक्षाकृत जल्द ही दिखाई देंगे।

एक ठोस एनएफटी के अलावा, एचएएमआर-आधारित हार्ड ड्राइव को नए हेड्स (एक हीटर, लेखक और संभवतः आईटीआई प्रभाव का मुकाबला करने के लिए कई पाठकों के साथ) की आवश्यकता होगी, जिसका अर्थ है कि कई मोर्चों पर बहुत सारे हार्डवेयर काम। इसके अलावा, अधिक शक्तिशाली नियंत्रकों और फर्मवेयर की आवश्यकता होगी। जैसा कि अपेक्षित था, एचएएमआर न केवल क्षमता, बल्कि हार्ड ड्राइव के प्रदर्शन को भी बढ़ाने की अनुमति देगा। हालांकि, सीगेट को इसके लिए एक जटिल मंच विकसित करना होगा, जिसमें नई मीडिया सामग्री, नए प्रमुख, उन्नत नियंत्रक और कई अन्य चीजें शामिल होंगी।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एचएएमआर सिर्फ सीगेट ही नहीं, बल्कि पूरे उद्योग के लिए एक चुनौती है। नतीजतन, एक बार जब उद्योग को यह पता चल गया कि एचएएमआर प्रौद्योगिकी हार्ड ड्राइव को पारंपरिक हार्ड ड्राइव के रूप में विश्वसनीय कैसे बनाया जाए, तो प्रौद्योगिकी का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हो जाएगा।

⇡#उपसंहार

हाल के वर्षों में उपभोक्ता हार्ड ड्राइव का विकास विशेष रूप से रोमांचक नहीं रहा है, लेकिन इस साल चीजें बदलना शुरू हो गई हैं। एसएमआर के उपयोग से आने वाली तिमाहियों में हार्ड ड्राइव की क्षमता बढ़ाने में मदद मिलेगी और फिर टीडीएमआर आने वाले वर्षों के लिए नए दरवाजे खोलेगा। इस बिंदु पर एक बात स्पष्ट होनी चाहिए: भविष्य में हार्ड ड्राइव का विकास अतीत में उनके विकास से अलग होगा। इसका कारण एचडीडी बाजार का विभाजन और मॉडलों के विशेषज्ञता की आवश्यकता थी।

सीगेट हार्ड ड्राइव

उदाहरण के लिए, संग्रह के लिए हार्ड ड्राइव, नियरलाइन एप्लिकेशन, NAS और DAS की क्षमता में वृद्धि होनी चाहिए। हालाँकि, हार्ड ड्राइव या DAS संग्रह के लिए प्रदर्शन शायद ही मायने रखता है। उसी समय, नियरलाइन और एनएएस को क्षमता और अपेक्षाकृत उच्च प्रदर्शन दोनों की पेशकश करनी चाहिए क्योंकि एक ही समय में बड़ी संख्या में ग्राहकों द्वारा उनका उपयोग किया जा सकता है। आज अधिकतम क्षमता और प्रदर्शन सुनिश्चित करने का सबसे तार्किक तरीका 7200 आरपीएम मोटर के साथ हीलियम प्लेटफॉर्म का उपयोग करना है। जैसा कि सीगेट और वेस्टर्न डिजिटल द्वारा नवीनतम घोषणाओं से देखा जा सकता है, इस दृष्टिकोण का उपयोग 10 टीबी हार्ड ड्राइव के लिए किया जाता है (सीगेट के मामले में, ये एंटरप्राइज कैपेसिटी, बाराकुडा प्रो, स्काईहॉक और आयरनवॉल्फ डिवाइस हैं), जब शीर्ष मॉडल का निर्माण किया जाता है एक विशेष मंच। अगर हम केवल पीसी के लिए अधिकतम क्षमता के बारे में बात कर रहे हैं, तो सीगेट एसएमआर क्लाइंट प्लेटफॉर्म ऐसी ड्राइव के लिए सबसे उपयुक्त है।

आने वाले वर्षों में स्थिति बदलने की संभावना नहीं है, क्योंकि अगली पीढ़ी के हार्ड ड्राइव के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए एचडीडी की घटती मांग की पृष्ठभूमि के खिलाफ महत्वपूर्ण निवेश की आवश्यकता है। नतीजतन, कई तकनीकों या प्रौद्योगिकियों के संयोजन का निर्माण करने के लिए उपयोग नहीं किया जाएगा सबहार्ड ड्राइव के प्रकार (हम कम कीमत वाले खंड में हीलियम से भरे एचडीडी नहीं देखेंगे)। कुछ चीजें ज्यादातर डेटा सेंटर, विशेष और महंगी ड्राइव (जैसे हीलियम) में रहेंगी, अन्य को क्लाइंट कंप्यूटर (हाइब्रिड ड्राइव) के लिए सख्ती से निर्देशित किया जाएगा।

क्या अधिक है, सीगेट और उसके प्रतियोगी समझते हैं कि एचडीडी प्रदर्शन के मामले में एसएसडी के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकते हैं, खासकर यादृच्छिक पढ़ने / लिखने की स्थितियों में। इस प्रकार, हालांकि आने वाले वर्षों में हार्ड ड्राइव को अतिरिक्त गति और क्षमता मिलेगी, हमें यह उम्मीद नहीं करनी चाहिए कि उनका प्रदर्शन अब निर्माताओं के लिए चिंता का मुख्य बिंदु होगा। सीगेट, तोशिबा और वेस्टर्न डिजिटल द्वारा रिकॉर्डिंग घनत्व और बिजली की खपत नए कारक बनते जा रहे हैं।

सीगेट की आगे की योजना में एसएमआर, टीडीएमआर, एचएएमआर, और कई अन्य प्लेटर रिकॉर्डिंग विधियां शामिल हैं। कंपनी प्रौद्योगिकियों का एक सेट विकसित कर रही है जो उपरोक्त रिकॉर्डिंग विधियों का उपयोग करके भविष्य की हार्ड ड्राइव की क्षमता, प्रदर्शन, विश्वसनीयता और सहनशक्ति में वृद्धि करनी चाहिए। जबकि सीगेट को भरोसा है कि इसके उपकरण मांग में होंगे, ऐसी चीजें हैं जिनका अनुमान लगाना मुश्किल है: उदाहरण के लिए, हमें यकीन नहीं है कि ग्राहक भंडारण बाजार कैसे विकसित होगा। जैसा भी होगा, समय बताएगा।

आज, प्रति व्यक्ति डेटा में वृद्धि तेजी से बढ़ रही है, और इस डेटा के लिए भंडारण समाधान की पेशकश करने वाली कंपनियां अपने उपकरणों की उपलब्ध क्षमता को बढ़ाने के लिए हर संभव प्रयास कर रही हैं। सीगेट की शिंगल चुंबकीय रिकॉर्डिंग (एसएमआर) टाइल चुंबकीय रिकॉर्डिंग तकनीक रिकॉर्डिंग घनत्व में सुधार करती है, जिससे डिस्क क्षमता 25% बढ़ जाती है। यह प्रत्येक प्लेट पर पटरियों की संख्या बढ़ाकर और उनके बीच की दूरी को कम करके संभव है। पटरियों को एक दूसरे के ऊपर रखा जाता है (जैसे छत पर टाइलें), जो आपको प्लेट के क्षेत्र को बढ़ाए बिना अधिक डेटा रिकॉर्ड करने की अनुमति देता है। जब नया डेटा लिखा जाता है, तो ट्रैक ओवरलैप हो जाते हैं, या "छोटा कर दिया जाता है"। इस तथ्य के कारण कि डिस्क हेड पर रीड एलिमेंट राइट एलिमेंट से छोटा है, यह डेटा को उनकी अखंडता और विश्वसनीयता का उल्लंघन किए बिना एक काटे गए ट्रैक से भी पढ़ सकता है।

हालाँकि, निम्नलिखित समस्या SMR तकनीक से जुड़ी है: जानकारी को अधिलेखित या अद्यतन करने के लिए, न केवल आवश्यक टुकड़े को, बल्कि अंतिम ट्रैक पर डेटा को भी अधिलेखित करना आवश्यक है। चूंकि रिकॉर्डर व्यापक है, यह आसन्न ट्रैक पर डेटा कैप्चर करता है, इसलिए आपको उन्हें भी ओवरराइट करने की आवश्यकता है। इस प्रकार, निचले ट्रैक पर डेटा बदलते समय, आपको निकटतम ओवरले ट्रैक पर डेटा को ठीक करने की आवश्यकता होती है, फिर अगले एक पर, और इसी तरह, जब तक कि पूरी प्लेट फिर से नहीं लिखी जाती।

इस कारण से, एसएमआर डिस्क पर पटरियों को छोटे समूहों में समूहीकृत किया जाता है जिन्हें टेप कहा जाता है। एक दूसरे पर आरोपित, क्रमशः, एक ही टेप के भीतर केवल ट्रैक। इस समूहीकरण के लिए धन्यवाद, यदि कुछ डेटा अपडेट किया जाता है, तो पूरी प्लेट को फिर से लिखना नहीं होगा, लेकिन केवल सीमित संख्या में ट्रैक होंगे, जो प्रक्रिया को बहुत सरल और गति देता है। प्रत्येक प्रकार की डिस्क के लिए, इसके अनुप्रयोग के दायरे को ध्यान में रखते हुए, इसकी अपनी टेप वास्तुकला विकसित की जाती है। प्रत्येक सीगेट उत्पाद लाइन को एक विशिष्ट अनुप्रयोग और पर्यावरण के लिए डिज़ाइन किया गया है, और सही ढंग से उपयोग किए जाने पर एसएमआर तकनीक सर्वोत्तम परिणाम प्रदान करती है।

सीगेट एसएमआर अतिरिक्त क्षमता की लगातार बढ़ती मांग को पूरा करने की तकनीक है। आज, इसमें सक्रिय रूप से सुधार किया जा रहा है और, अन्य नवीन विधियों के संयोजन में, अगली पीढ़ी के हार्ड ड्राइव पर रिकॉर्डिंग घनत्व को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

लेकिन सबसे पहले, इसके आवेदन की कुछ बारीकियों को समझना आवश्यक है।

टाइल वाली रिकॉर्डिंग का समर्थन करने वाले तीन प्रकार के उपकरण हैं:

स्वायत्त (ड्राइव प्रबंधित)

इन उपकरणों के साथ कार्य करने के लिए होस्ट सॉफ़्टवेयर में किसी परिवर्तन की आवश्यकता नहीं होती है। सभी लिखने/पढ़ने के तर्क डिवाइस द्वारा ही व्यवस्थित किए जाते हैं। क्या इसका मतलब है कि हम बस उन्हें स्थापित कर सकते हैं और आराम कर सकते हैं? नहीं।

ड्राइव प्रबंधित लेखन तकनीक को लागू करने वाली ड्राइव में आमतौर पर बड़ी मात्रा में राइट-बैक कैश होता है (प्रति डिस्क 128MB से)। इस मामले में, अनुक्रमिक अनुरोधों को राइट-अराउंड मोड में संसाधित किया जाता है। इस रिकॉर्डिंग तकनीक पर आधारित उपकरणों और भंडारण प्रणालियों के विकासकर्ताओं द्वारा सामना की जाने वाली मुख्य कठिनाइयाँ इस प्रकार हैं:

1. कैश का आकार सीमित है और जैसे-जैसे यह भरता है, हम अप्रत्याशित डिवाइस प्रदर्शन प्राप्त कर सकते हैं।
2. कैश को बहुत अधिक फ्लश करते समय कभी-कभी महत्वपूर्ण विलंबता स्तर होते हैं।
3. अनुक्रमों का निर्धारण हमेशा एक तुच्छ कार्य नहीं होता है, और जटिल मामलों में हम प्रदर्शन में गिरावट की उम्मीद कर सकते हैं।

इस दृष्टिकोण का मुख्य लाभ मौजूदा ऑपरेटिंग सिस्टम और अनुप्रयोगों के साथ उपकरणों की पूर्ण पिछड़ा संगतता है। अपने कार्य की अच्छी समझ के साथ, आप अभी ड्राइव प्रबंधित डिवाइस खरीद सकते हैं और तकनीक का लाभ उठा सकते हैं। लेख में आगे, आप ऐसे उपकरणों के परीक्षण के परिणाम देखेंगे और यह तय करने में सक्षम होंगे कि वे आपके लिए कैसे उपयुक्त हैं।

होस्ट प्रबंधित

ये डिवाइस डिस्क के साथ इंटरैक्ट करने के लिए ATA और SCSI के एक्सटेंशन के सेट का उपयोग करते हैं। यह एक अलग प्रकार का उपकरण (14h) है जिसमें संपूर्ण स्टोरेज स्टैक में बड़े बदलाव की आवश्यकता होती है और यह क्लासिक तकनीकों के साथ असंगत है, अर्थात, अनुप्रयोगों और ऑपरेटिंग सिस्टम के विशेष अनुकूलन के बिना, आप इन ड्राइव का उपयोग नहीं कर पाएंगे। मेजबान को उपकरणों को सख्ती से क्रमिक रूप से लिखना चाहिए। वहीं, डिवाइस की परफॉर्मेंस 100% प्रेडिक्टेबल है। लेकिन स्टोरेज सबसिस्टम के प्रदर्शन को सही मायने में अनुमानित करने के लिए उच्च-स्तरीय सॉफ़्टवेयर के सही संचालन की आवश्यकता होती है।

मेजबान जागरूक

ये हाइब्रिड समाधान हैं जो डिवाइस प्रबंधित और होस्ट प्रबंधित तकनीकों के लाभों को मिलाते हैं। इस तरह के ड्राइव खरीदने से, हमें एसएमआर उपकरणों के साथ इष्टतम काम के लिए विशेष एटीए और एससीएसआई एक्सटेंशन का उपयोग करने की क्षमता के साथ पिछड़ा संगतता समर्थन मिलता है। यही है, हम दोनों बस उपकरणों को लिख सकते हैं, जैसा कि हमने पहले किया था, और इसे सबसे इष्टतम तरीके से कर सकते हैं।

होस्ट प्रबंधित और होस्ट अवेयर डिवाइस के साथ काम करने के लिए, कुछ नए मानक विकसित किए जा रहे हैं: ZBC और ZAC, जो T10 / T13 में शामिल हैं। ZBC SCSI का विस्तार है और T10 द्वारा इसकी पुष्टि की जाती है। एसएमआर ड्राइव के लिए मानक विकसित किए जा रहे हैं, लेकिन भविष्य में अन्य उपकरणों पर लागू हो सकते हैं।

ZBC/ZAC एक लॉजिकल डिवाइस मॉडल को परिभाषित करता है जहां मुख्य तत्व एक ज़ोन होता है, जिसे एलबीए रेंज के रूप में मैप किया जाता है।

मानक तीन प्रकार के तार्किक क्षेत्रों को परिभाषित करते हैं जिनमें उपकरणों को विभाजित किया जाता है:

1. पारंपरिक क्षेत्र - एक ऐसा क्षेत्र जिसके साथ हम पारंपरिक तरीके से काम कर सकते हैं, जैसे साधारण हार्ड ड्राइव के साथ। यानी हम क्रमिक और यादृच्छिक रूप से लिख सकते हैं।

2. दो प्रकार के राइट पॉइंटर ज़ोन:

2.1. अनुक्रमिक लेखन को प्राथमिकता दी जाती है - होस्ट अवेयर उपकरणों के लिए मुख्य क्षेत्र प्रकार, अनुक्रमिक लेखन को प्राथमिकता दी जाती है। डिवाइस पर रैंडम राइट्स को डिवाइस मैनेज्ड डिवाइसेस की तरह हैंडल किया जाता है और परफॉर्मेंस में गिरावट का कारण बन सकता है।

2.2. केवल अनुक्रमिक लेखन - होस्ट प्रबंधित उपकरणों के लिए मुख्य क्षेत्र प्रकार, केवल अनुक्रमिक लेखन संभव है। यादृच्छिक लेखन की अनुमति नहीं है, और ऐसा करने का प्रयास एक त्रुटि लौटाएगा।

प्रत्येक ज़ोन का अपना राइट पॉइंटर और अपनी स्थिति होती है। HM राइट टाइप को सपोर्ट करने वाले सभी डिवाइस के लिए, अगले राइट कमांड का पहला LBA राइट पॉइंटर की स्थिति से मेल खाना चाहिए। हा उपकरणों के लिए, राइट पॉइंटर सूचनात्मक है और डिस्क हैंडलिंग को अनुकूलित करने का कार्य करता है।

नई तार्किक संरचना के अलावा, मानकों में नए आदेश दिखाई देते हैं:

REPORT_ZONES मुख्य विधि है जिसके माध्यम से आप डिवाइस पर मौजूदा क्षेत्रों और उनकी स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। इस कमांड के जवाब में, डिस्क मौजूदा ज़ोन, उनके प्रकार (पारंपरिक, अनुक्रमिक लिखना आवश्यक, अनुक्रमिक लेखन पसंदीदा), ज़ोन स्थिति, आकार, राइट पॉइंटर के स्थान के बारे में जानकारी की रिपोर्ट करता है।

RESET_WRITE_POINTER ZBC उपकरणों के लिए TRIM कमांड का उत्तराधिकारी है। जब इसे कहा जाता है, तो ज़ोन मिटा दिया जाता है और राइट पॉइंटर को ज़ोन की शुरुआत में ले जाया जाता है।

ज़ोन की स्थिति को प्रबंधित करने के लिए तीन वैकल्पिक कमांड का उपयोग किया जाता है:

OPEN_ZONE
CLOSE_ZONE
FINISH_ZONE

वीपीडी पृष्ठों में नई जानकारी जोड़ी गई है, जिसमें बेहतर प्रदर्शन के लिए खुले क्षेत्रों की अधिकतम संख्या और बेहतर प्रदर्शन के साथ यादृच्छिक लेखन के लिए उपलब्ध क्षेत्रों की अधिकतम संख्या शामिल है।

भंडारण निर्माताओं को स्टैक के सभी स्तरों पर परिवर्तन करके HA / HM उपकरणों का समर्थन करने की देखभाल करने की आवश्यकता है: पुस्तकालय, अनुसूचक, RAID इंजन, तार्किक मात्रा, फ़ाइल सिस्टम।

इसके अलावा, आपको अनुप्रयोगों के काम करने के लिए दो प्रकार के इंटरफेस प्रदान करने की आवश्यकता है: एक पारंपरिक इंटरफ़ेस, एक डिवाइस प्रबंधित डिवाइस के रूप में एक सरणी का आयोजन, और एक वर्चुअल वॉल्यूम कार्यान्वयन एक होस्ट अवेयर डिवाइस के रूप में। यह आवश्यक है क्योंकि अनुप्रयोगों से एचएम/एचए उपकरणों के साथ सीधे काम करने की अपेक्षा की जाती है।

सामान्य तौर पर, HA उपकरणों के साथ काम करने के लिए एल्गोरिथ्म इस प्रकार है:

1. REPORT_ZONES का उपयोग करके डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन को परिभाषित करें
2. यादृच्छिक रिकॉर्डिंग के लिए क्षेत्रों को परिभाषित करें
2.1. मात्रा डिवाइस की क्षमताओं द्वारा सीमित है
2.2. इन क्षेत्रों में, राइट पॉइंटर की स्थिति को ट्रैक करने की कोई आवश्यकता नहीं है
3. शेष जोनों का उपयोग अनुक्रमिक लेखन और राइट-पॉइंटर की स्थिति की जानकारी का उपयोग करने और केवल अनुक्रमिक लेखन करने के लिए करें
4. खुले क्षेत्रों की संख्या को नियंत्रित करें
5. जोन पूल को हटाने के लिए कचरा संग्रह का प्रयोग करें

कुछ लेखन तकनीकों को मौजूदा ऑल-फ्लैश स्टोरेज सिस्टम से लागू किया जा सकता है, जिसके लिए प्रोस्टेटिक अनुक्रमिक लेखन और कचरा संग्रह की समस्याओं को हल किया गया था।

रेडिक्स ने अपनी प्रयोगशाला में सीगेट एसएमआर ड्राइव का परीक्षण किया है और उनके उपयोग के लिए कुछ सिफारिशें प्रदान करता है। ये ड्राइव इस मायने में भिन्न हैं कि वे डिवाइस प्रबंधित हैं और उन्हें एप्लिकेशन में किसी बड़े बदलाव की आवश्यकता नहीं है।

परीक्षण के दौरान, इस तरह के ड्राइव की प्रदर्शन अपेक्षाओं का परीक्षण करने और यह समझने का प्रयास किया गया था कि हम उनका उपयोग किस लिए कर सकते हैं।

परीक्षणों में 8000GB की क्षमता वाले दो सीगेट आर्काइव HDD शामिल थे।
ऑपरेटिंग सिस्टम डेबियन संस्करण 8.1 . पर परीक्षण किया गया था
सीपीयू इंटेल i7 सी 2.67 मेगाहर्ट्ज
16 जीबी रैम
ड्राइव में SATA 3 इंटरफ़ेस है, हमने नियंत्रक को AHCI मोड में बदल दिया है।

आरंभ करने के लिए, हम एक पूछताछ क्वेरी चलाकर उपकरणों के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।

ऐसा करने के लिए, हमने उपयोगिताओं के sg3-utils सेट का उपयोग किया।

sg_inq /dev/sdb
मानक पूछताछ:
PQual=0 Device_type=0 RMB=0 संस्करण=0x05
NormACA=0 HiSUP=0 Resp_data_format=2
एससीसीएस = 0 एसीसी = 0 टीपीजीएस = 0 3 पीसी = 0 प्रोटेक्ट = 0 बीक्यू = 0
EncServ=0 MultiP=0 Addr16=0
WBus16=0 सिंक=0 लिंक्ड=0 CmdQue=0
लंबाई = 96 (0x60) परिधीय उपकरण प्रकार: डिस्क
विक्रेता पहचान: ATA
उत्पाद पहचान: ST8000AS0002-1NA
उत्पाद संशोधन स्तर: AR13
यूनिट सीरियल नंबर: Z84011LQ

पृष्ठ 83 पर वीपीडी है।

sg_inq /dev/sdb -p 0x83
वीपीडी पूछताछ: डिवाइस पहचान पृष्ठ
पदनाम डिस्क्रिप्टर नंबर 1, डिस्क्रिप्टर की लंबाई: 24
Designator_type: विक्रेता विशिष्ट , code_set: ASCII

विक्रेता विशिष्ट: Z84011LQ
पदनाम डिस्क्रिप्टर नंबर 2, डिस्क्रिप्टर की लंबाई: 72
Designator_type: T10 विक्रेता पहचान, कोड_सेट: ASCII
संबोधित तार्किक इकाई के साथ जुड़े
विक्रेता आईडी: एटीए
विक्रेता विशिष्ट: ST8000AS0002-1NA17Z Z84011LQ

हमने कुछ खास नहीं देखा। क्षेत्र की जानकारी पढ़ने के प्रयास विफल रहे हैं।

RAIDIX विभिन्न उद्योगों में काम कर रहे स्टोरेज सिस्टम के लिए सॉफ्टवेयर बनाता है, और हमने विशेष या सशुल्क बेंचमार्क का उपयोग नहीं करने का प्रयास किया।

हम आंतरिक और बाहरी ट्रैक पर डिस्क के स्ट्रीमिंग प्रदर्शन की जांच करके शुरू करते हैं। परीक्षण के परिणाम डिवाइस का अधिकतम अपेक्षित प्रदर्शन देंगे और मुख्य रूप से डेटा संग्रह जैसे कार्यों के अनुरूप हैं।

हमने ब्लॉक सबसिस्टम की सेटिंग्स को नहीं छुआ। हम 1 मेगाबाइट के ब्लॉक में डिस्क पर डेटा लिखकर परीक्षण करते हैं। इसके लिए हम fio v.2.1.11 बेंचमार्क का इस्तेमाल करते हैं।

डिवाइस की शुरुआत से ही उनके ऑफ़सेट से नौकरियां एक-दूसरे से भिन्न होती हैं और एक के बाद एक लॉन्च की जाती हैं। libaio को I/O लाइब्रेरी के रूप में चुना गया है।

परिणाम अच्छे दिखते हैं:

बाहरी और आंतरिक ट्रैक पर प्रदर्शन लगभग 2 गुना भिन्न होता है।
हम रुक-रुक कर प्रदर्शन में गिरावट देखते हैं। वे संग्रह के लिए महत्वपूर्ण नहीं हैं, लेकिन अन्य कार्यों के लिए एक समस्या हो सकती है। भंडारण प्रणाली के राइट-बैक कैश के सही संचालन के साथ, हम मानते हैं कि हम ऐसी स्थिति का पालन नहीं करेंगे। हमने एक समान अनुभव चलाया, दोनों ड्राइवों का एक RAID 0 सरणी बनाया, प्रत्येक ड्राइव में 2GB RAM कैश आवंटित किया, और कोई प्रदर्शन डिप्स नहीं देखा।

पढ़ते समय विफलताएं दिखाई नहीं दे रही हैं। और बाद के परीक्षणों से पता चलेगा कि प्रदर्शन में एसएमआर डिस्क का प्रदर्शन सामान्य से अलग नहीं है।

अब हम और दिलचस्प परीक्षण करेंगे। आइए एक ही समय में अलग-अलग ऑफसेट के साथ 10 धागे चलाएं। हम बफरिंग की शुद्धता की जांच करने के लिए ऐसा करते हैं और देखते हैं कि सीसीटीवी, वीडियो इंजेस्ट और इसी तरह के कार्यों पर डिस्क कैसे काम करेगी।
ग्राफ़ सभी नौकरियों के लिए कुल उत्पादकता दिखाते हैं:

डिस्क ने लोड को अच्छी तरह से संभाला!

प्रदर्शन 90 एमबी/सेकेंड पर रहता है, समान रूप से थ्रेड में वितरित किया जाता है, और कोई बड़ी गिरावट नहीं होती है। पढ़ने का कार्यक्रम बिल्कुल समान है, केवल 20 एमबी बढ़ा दिया गया है। वीडियो सामग्री के भंडारण और वितरण के लिए, बड़ी फ़ाइलों के आदान-प्रदान के लिए, प्रदर्शन उपयुक्त है और व्यावहारिक रूप से पारंपरिक डिस्क के प्रदर्शन से अलग नहीं है।

जैसा कि अपेक्षित था, डिस्क ने पढ़ने और लिखने की स्ट्रीमिंग में अच्छा प्रदर्शन किया, और मल्टीथ्रेडिंग हमारे लिए एक सुखद आश्चर्य था।

आइए "यादृच्छिक" पढ़ने और लिखने के लिए आगे बढ़ें। आइए देखें कि क्लासिक एंटरप्राइज़ कार्यों में डिस्क कैसे व्यवहार करती है: DBMS फ़ाइलों को संग्रहीत करना, वर्चुअलाइजेशन, आदि। इसके अलावा, मेटाडेटा के साथ लगातार काम करना और, उदाहरण के लिए, एक सरणी पर सक्षम डिडुप्लिकेशन "यादृच्छिक" संचालन में आते हैं।

हम 16 किलोबाइट के ब्लॉक में परीक्षण कर रहे हैं और अभी भी सही हैं।
परीक्षण में, हमने अलग-अलग कतार की गहराई के साथ कई कार्य स्थापित किए, लेकिन हम पूर्ण परिणाम नहीं देंगे। केवल परीक्षण की शुरुआत सांकेतिक है।

पहले 70.5 सेकंड में हम हार्ड ड्राइव के लिए अवास्तविक 2500 IOps देखते हैं। यह बार-बार विफलता का कारण बनता है। जाहिर है, इस समय बफर लिखा जाता है और समय-समय पर रीसेट किया जाता है। फिर 3 IOps में तेज गिरावट आती है, जो परीक्षण के अंत तक चलती है।

यदि आप कुछ मिनट प्रतीक्षा करते हैं, तो कैश रीसेट होने के बाद, स्थिति दोहराई जाएगी।

यह उम्मीद की जा सकती है कि कम संख्या में यादृच्छिक संचालन के साथ, डिस्क अच्छा व्यवहार करेगी। लेकिन अगर हम डिवाइस पर एक गहन भार की उम्मीद करते हैं, तो एसएमआर डिस्क का उपयोग करने से बचना बेहतर है। RAIDIX अनुशंसा करता है कि जब भी संभव हो, मेटाडेटा के साथ सभी कार्य बाहरी उपकरणों पर ले जाएं।

यादृच्छिक पढ़ने के बारे में क्या?
इस परीक्षण में, हमने प्रतिक्रिया समय को 50ms तक सीमित कर दिया। हमारे उपकरण अच्छा कर रहे हैं।

रीडिंग 144-165 आईओपी की सीमा में है। संख्या स्वयं खराब नहीं है, लेकिन 20 आईओपी का फैलाव थोड़ा डरावना है। नीचे की रेखा पर ध्यान दें। क्लासिक डिस्क के स्तर पर परिणाम खराब नहीं है।

आइए हम अपना दृष्टिकोण थोड़ा बदलें। आइए बड़ी संख्या में फ़ाइलों के साथ काम करने पर एक और नज़र डालें।
SGI की फ्रैमेटेस्ट यूटिलिटी इसमें हमारी मदद करेगी। यह बेंचमार्क असम्पीडित वीडियो को संपादित करते समय आपके स्टोरेज सिस्टम के प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रत्येक फ्रेम एक अलग फाइल है।

हमने एक xfs फाइल सिस्टम बनाया है और इसे निम्नलिखित विकल्पों के साथ माउंट किया है:
-o noatime, nodiratime, logbufs=8,logbsize=256k,largeio,inode64,swalloc,allocsize=131072k,nobarrier

निम्नलिखित मापदंडों के साथ फ्रैमेटेस्ट चलाएँ:

./frametest -w hd -n 2000 /test1/

बेंचमार्क 2000 8MB फाइलें बनाता है।

परीक्षण की शुरुआत अच्छी रही:

औसत विवरण:

अंतिम 1s: 0.028ms 79.40ms 79.43ms 100.37MB/s 12.6fps
5s: 0.156ms 83.37ms 83.53ms 95.44MB/s 12.0fps

लेकिन 1500 फ्रेम रिकॉर्ड करने के बाद स्थिति काफी खराब हो जाती है:

औसत विवरण:
ओपन I/O फ़्रेम डेटा दर फ़्रेम दर
अंतिम 1s: 0.035ms 121.88ms 121.92ms 65.39MB/s 8.2fps
5s: 0.036ms 120.78ms 120.83ms 65.98MB/s 8.3fps

औसत विवरण:
ओपन I/O फ़्रेम डेटा दर फ़्रेम दर
अंतिम 1s: 0.036ms 438.90ms 438.94ms 18.16MB/s 2.3fps
5s: 0.035ms 393.50ms 393.55ms 20.26MB/s 2.5fps

आइए एक पठन परीक्षण करें:

./frametest -r hd -n 2000 /test1/

पूरे परीक्षण के दौरान, प्रदर्शन उत्कृष्ट है:

औसत विवरण:
अंतिम 1s: 0.004ms 41.09ms 41.10ms 193.98MB/s 24.3fps
5s: 0.004ms 41.09ms 41.10ms 193.98MB/s 24.3fps

वर्तमान में, एसएमआर डिस्क के लिए विशेष फाइल सिस्टम पर काम चल रहा है।
Seagate एक ext4-आधारित SMR_FS-EXT4 विकसित कर रहा है। विशेष रूप से डिवाइस प्रबंधित एसएमआर ड्राइव के लिए डिज़ाइन किए गए कई लॉग-संरचित फ़ाइल सिस्टम ढूंढना संभव है, लेकिन उनमें से किसी को भी कार्यान्वयन के लिए परिपक्व, अनुशंसित उत्पाद नहीं कहा जा सकता है। सीगेट एसएमआर ड्राइव का एक होस्ट अवेयर संस्करण भी विकसित कर रहा है, जिसे साल के अंत से पहले पूरा किया जाना चाहिए।

प्रदर्शन माप के परिणामों से हम क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं?
डिवाइस प्रबंधित डिवाइस को उन कार्यों के लिए सुरक्षित रूप से उपयोग किया जा सकता है जो गहन रिकॉर्डिंग में भिन्न नहीं होते हैं। वे सिंगल-थ्रेडेड और मल्टी-थ्रेडेड रिकॉर्डिंग के कार्यों का बहुत अच्छी तरह से सामना करते हैं। वे डेटा पढ़ने के लिए महान हैं। मेटाडेटा अपडेट के लिए आवधिक "यादृच्छिक" डिस्क अनुरोधों का एक बड़े कैश द्वारा उपभोग किया जाता है।

गहन "यादृच्छिक" रिकॉर्डिंग या बड़ी संख्या में फ़ाइलों को अपडेट करने की विशेषता वाली समस्याओं को हल करने के लिए, ऐसे उपकरण बहुत उपयुक्त नहीं हैं, कम से कम अतिरिक्त तकनीकी साधनों के उपयोग के बिना।

परीक्षण किए गए ड्राइव का MTBF पैरामीटर 800,000 घंटे है, जो कि NAS ड्राइव की तुलना में 1.5 गुना कम है। डिस्क की बड़ी मात्रा पुनर्प्राप्ति समय को काफी बढ़ा देती है और नियमित मीडिया-स्कैन को लगभग असंभव बना देती है। हम अनुशंसा करते हैं कि ऐसी डिस्क के साथ भंडारण डिजाइन करते समय, 2 से अधिक समता के साथ RAID पर भरोसा करें और/या ऐसे दृष्टिकोण जो पुनर्निर्माण समय को कम करते हैं (उदाहरण के लिए, पैरिटी डिक्लस्टरिंग)।

सीगेट विशेषज्ञों द्वारा विकसित शिंगल्ड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग (एसएमआर) तकनीक जल्द ही मौलिक रूप से नए ट्रैक लेआउट के कारण हार्ड डिस्क प्लेटर्स पर डेटा घनत्व को 25% तक बढ़ाने की अनुमति देगी। अगले साल, 5 टीबी की क्षमता वाली 3.5 इंच की हार्ड ड्राइव का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया जाएगा, और 2020 तक ऐसी ड्राइव की अधिकतम मात्रा 20 टीबी तक पहुंच जाएगी।

सूचना विस्फोट

विशेषज्ञों के अनुसार, दुनिया की लगभग 7 अरब लोगों की आबादी वर्तमान में सालाना कुल 2.7 ज़ेटाबाइट डेटा उत्पन्न करती है। और आपको यह समझने के लिए सूचना प्रौद्योगिकी विशेषज्ञ होने की आवश्यकता नहीं है कि यह आंकड़ा केवल प्रत्येक बाद के वर्ष के साथ बढ़ेगा। इसमें योगदान करने वाले कारकों में से एक है, फिक्स्ड लाइनों और सार्वजनिक वायरलेस एक्सेस क्षेत्रों और सेलुलर नेटवर्क के माध्यम से इंटरनेट से जुड़ने के लिए उपयोग किए जाने वाले चैनलों की बैंडविड्थ में वृद्धि। साल दर साल, क्लाउड स्टोरेज पर अपलोड किए जा रहे डेटा (और, सबसे ऊपर, मीडिया फाइलें) की मात्रा, साथ ही होम पीसी और एनएएस ड्राइव की हार्ड ड्राइव पर संग्रहीत की जा रही है, बढ़ रही है। और यह काफी स्वाभाविक है। सबसे पहले, घरेलू फोटो और वीडियो कैमरों का रिज़ॉल्यूशन बढ़ता है, और, परिणामस्वरूप, समान संख्या में शॉट्स और वीडियो समय के साथ संग्रहीत छवियों और वीडियो रिकॉर्डिंग की मात्रा। दूसरे, इंटरनेट एक्सेस चैनलों की बैंडविड्थ में वृद्धि के कारण, उच्च गुणवत्ता की मीडिया सामग्री को स्ट्रीम करना संभव हो गया है। स्वाभाविक रूप से, उच्च-परिभाषा वीडियो (विशेषकर त्रिविम प्रारूप में) को मानक-परिभाषा फ़ाइलों की तुलना में बहुत अधिक संग्रहण स्थान की आवश्यकता होती है।

एक गंभीर कारक जो डेटा स्टोरेज सिस्टम पर अतिरिक्त भार पैदा करता है, वह है मोबाइल उपकरणों के बेड़े का तेजी से विकास - मुख्य रूप से स्मार्टफोन और टैबलेट पीसी। चूंकि ऐसे गैजेट, एक नियम के रूप में, अपेक्षाकृत कम मात्रा में आंतरिक मेमोरी से लैस होते हैं, उनके मालिकों को अक्सर स्व-निर्मित और बाहरी रूप से डाउनलोड की गई मीडिया सामग्री दोनों को संग्रहीत करने के लिए बाहरी ड्राइव का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

मार्केट रिसर्च फर्म आईडीसी में हार्ड ड्राइव के लिए मार्केट रिसर्च के उपाध्यक्ष जॉन राइडिंग के अनुसार, हार्ड ड्राइव उद्योग वर्तमान में महत्वपूर्ण विकास की अवधि का अनुभव कर रहा है। आपूर्ति की गई ड्राइव की कुल क्षमता को पेटाबाइट्स में मापा जाता है, और इस सूचक में वार्षिक वृद्धि लगभग 30% है। हालांकि, एक ही समय में, डेवलपर्स चुंबकीय रिकॉर्डिंग के विशिष्ट घनत्व को प्रति वर्ष 20% से कम बढ़ाने का प्रबंधन करते हैं।

इस प्रकार, हार्ड ड्राइव में उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकियों के निरंतर सुधार के बावजूद, इन घटकों के निर्माता तेजी से बढ़ती बाजार की जरूरतों को पूरा नहीं करते हैं। हालांकि, इसके लिए डेवलपर्स को शायद ही दोषी ठहराया जा सकता है, जो पहले से ही अथक रूप से चुंबकीय रिकॉर्डिंग घनत्व को बढ़ाने के लिए अधिक से अधिक नए तरीकों की तलाश कर रहे हैं।

उदाहरण के लिए, सीगेट ने 2007 में व्यावसायिक हार्ड ड्राइव में लंबवत चुंबकीय रिकॉर्डिंग (पीएमआर) तकनीक का बीड़ा उठाया। चुंबकीय डोमेन के उन्मुखीकरण के कारण डिस्क प्लेन के समानांतर नहीं, बल्कि इसके लंबवत, ट्रैक के आकार को कम करना संभव था और इस तरह एक प्लेट की क्षमता को 250 जीबी तक बढ़ाना संभव था।

पांच साल बाद, इस तकनीक के व्यवस्थित विकास के लिए धन्यवाद, चुंबकीय रिकॉर्डिंग के विशिष्ट घनत्व को चार गुना बढ़ाना और एक प्लेट पर 1 टीबी डेटा फिट करना संभव था। इस उपलब्धि के कारण 4 टीबी की क्षमता वाली 3.5 इंच की हार्ड ड्राइव का बड़े पैमाने पर उत्पादन हुआ। हालाँकि, वर्तमान परिस्थितियों में, यह अब पर्याप्त नहीं है।

उपयोगकर्ता की मांग और हार्ड ड्राइव के प्रदर्शन के बीच बढ़ते अंतर को पाटने का एक तरीका सीगेट द्वारा विकसित शिंगल्ड मैग्नेटिक रिकॉर्डिंग (SMR) तकनीक को पेश करना है। आइए देखें कि इस समाधान का सार क्या है।

दाद सिद्धांत

अधिकांश पाठक शायद जानते हैं कि हार्ड डिस्क प्लेटर्स की सतह पर डेटा तथाकथित पटरियों पर दर्ज किया जाता है, जिसे संकेंद्रित वृत्तों के एक सेट के रूप में सरल बनाया जा सकता है (चित्र 1)। पटरियों की चौड़ाई और उनके बीच का अंतराल जितना छोटा होगा, विशिष्ट रिकॉर्डिंग घनत्व उतना ही अधिक होगा, और इसलिए समान रूप कारक और प्लेटर्स की संख्या के साथ ड्राइव की क्षमता।

चावल। 1. ट्रैक लेआउट
चुंबकीय प्लेट की सतह पर

चुंबकीय रिकॉर्डिंग की पारंपरिक विधि के साथ, न्यूनतम ट्रैक चौड़ाई हार्ड डिस्क हेड (छवि 2) के रिकॉर्डिंग तत्व के भौतिक आयामों द्वारा निर्धारित की जाती है। आज तक, चुंबकीय सिर तत्वों के लघुकरण की सीमा पहले ही पहुंच चुकी है, और मौजूदा तकनीकों का उपयोग करके उनके आकार में और कमी असंभव है।

चावल। 2. पटरियों के पारंपरिक लेआउट के साथ, उनकी न्यूनतम चौड़ाई
ड्राइव के चुंबकीय सिर के रिकॉर्डिंग तत्व के आकार द्वारा सीमित

एसएमआर तकनीक इस सीमा को बायपास करने और पटरियों की सघन व्यवस्था के कारण विशिष्ट रिकॉर्डिंग घनत्व को बढ़ाने की अनुमति देती है, जो एक टाइल वाली छत के तत्वों की तरह एक के ऊपर एक आंशिक रूप से आरोपित होते हैं (चित्र 3)। जैसा कि नया डेटा लिखा जा रहा है, पहले से सहेजे गए डेटा वाले ट्रैक काट दिए जाते हैं जैसे कि। चूंकि मैग्नेटिक हेड के रीडिंग एलिमेंट की चौड़ाई रिकॉर्डिंग एलिमेंट की चौड़ाई से कम है, इसलिए प्लेट पर मौजूद सभी डेटा को इस जानकारी की अखंडता और सुरक्षा से समझौता किए बिना ट्रिम किए गए ट्रैक से पढ़ा जा सकता है।

चावल। 3. एसएमआर तकनीक का उपयोग करते समय, पटरियों को अधिक बारीकी से व्यवस्थित किया जाता है,
एक दूसरे को ओवरलैप करना

जबकि सब कुछ सरल और स्पष्ट है। हालाँकि, यदि आपको मौजूदा डेटा पर नया डेटा लिखने की आवश्यकता है, तो एक समस्या उत्पन्न होती है। आखिरकार, इस मामले में, आपको न केवल इस टुकड़े को सीधे अधिलेखित करना होगा, बल्कि निम्नलिखित पटरियों पर डेटा ब्लॉक भी करना होगा। चूंकि चुंबकीय सिर का रिकॉर्डिंग तत्व रीडिंग एलिमेंट से अधिक चौड़ा है, इसलिए ओवरराइटिंग प्रक्रिया आसन्न पटरियों के आसन्न क्षेत्रों पर पहले से संग्रहीत डेटा को नष्ट कर देगी (चित्र 4)। इस प्रकार, पहले दर्ज की गई जानकारी की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए, इन ब्लॉकों को पहले बफर किया जाना चाहिए और फिर उचित ट्रैक पर वापस लिखा जाना चाहिए। इसके अलावा, इस ऑपरेशन को बाद की सभी पटरियों के लिए क्रमिक रूप से दोहराना होगा - जब तक कि चुंबकीय प्लेट के कार्य क्षेत्र की सीमा तक नहीं पहुंच जाती।

चावल। 4. एक पर डेटा ओवरराइट करने की प्रक्रिया में
पटरियों के, बगल के ट्रैक का एक भाग प्रभावित होगा

इस विशेषता को ध्यान में रखते हुए, एसएमआर तकनीक के साथ हार्ड ड्राइव में पटरियों को छोटे समूहों में विभाजित किया जाता है - तथाकथित पैकेज (चित्र 5)। यह दृष्टिकोण डेटा जोड़ने और ओवरराइट करने की प्रक्रिया पर अधिक लचीला नियंत्रण प्रदान करता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात, आपको अतिरिक्त ओवरराइटिंग चक्रों की संख्या को कम करने और इस तरह ड्राइव के प्रदर्शन को बढ़ाने की अनुमति देता है। यहां तक कि अगर पैकेज पहले से ही भरा हुआ है, तो इसमें डेटा ब्लॉक को प्रतिस्थापित करते समय, केवल सीमित संख्या में ट्रैक (इस पैकेज की सीमा तक) के अनुभागों को फिर से लिखना आवश्यक होगा।

चावल। 5. पैकेज में पटरियों का लेआउट

किसी विशेष मॉडल के दायरे के आधार पर ड्राइव पर संकुल की संरचना भिन्न हो सकती है। इस प्रकार, हार्ड ड्राइव के प्रत्येक परिवार के लिए, आप इन ड्राइवों के विशिष्ट उपयोग के लिए अनुकूलित एक अद्वितीय पैकेज संरचना बना सकते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एसएमआर प्रौद्योगिकी की शुरूआत के लिए चुंबकीय सिर के डिजाइन और इन घटकों की उत्पादन प्रक्रिया के पुनर्गठन में महत्वपूर्ण बदलाव की आवश्यकता नहीं है। यह नई ड्राइव की लागत को समान स्तर पर रखेगा, और उच्च क्षमता के कारण, डेटा संग्रहण की इकाई लागत के लिए और भी अधिक आकर्षक संकेतक प्राप्त करेगा।

निष्कर्ष

तो, एसएमआर तकनीक एक बहुत ही प्रभावी समाधान है जो आपको कम समय में और न्यूनतम लागत पर हार्ड ड्राइव की अधिकतम क्षमता बढ़ाने की बढ़ती मांग को पूरा करने की अनुमति देता है। एसएमआर प्रौद्योगिकी के कार्यान्वयन के पहले चरण में, यह डेटा रिकॉर्डिंग घनत्व को 25% - 1 से 1.25 टीबी प्रति 3.5-इंच प्लेट तक बढ़ा देगा। इस प्रकार, अगले वर्ष 5 टीबी की क्षमता वाली हार्ड ड्राइव का उत्पादन करना संभव होगा।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एसएमआर प्रौद्योगिकी की शुरूआत के मामले में, चुंबकीय सिर और/या हार्ड डिस्क प्लेटर्स की संख्या में वृद्धि के बिना ड्राइव की क्षमता में वृद्धि हासिल की जाती है। इस प्रकार, उच्च क्षमता वाली नई हार्ड ड्राइव उसी फॉर्म फैक्टर के पहले निर्मित मॉडल की तरह विश्वसनीय होंगी। इसके अलावा, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एसएमआर तकनीक की शुरूआत के लिए हार्ड ड्राइव के डिजाइन में महत्वपूर्ण बदलाव की आवश्यकता नहीं है। यह, विशेष रूप से, उन्हीं चुंबकीय सिरों और प्लेटों के उपयोग की अनुमति देता है जो वर्तमान मॉडलों में स्थापित हैं।

एसएमआर का एक अन्य लाभ इस समाधान को विभिन्न चुंबकीय रिकॉर्डिंग तकनीकों के साथ संयोजित करने की क्षमता है। वर्तमान में, इसका उपयोग लंबवत चुंबकीय रिकॉर्डिंग के साथ हार्ड डिस्क में किया जाता है, लेकिन भविष्य में इसका उपयोग अन्य समाधानों के संयोजन में किया जा सकता है जो आपको उच्च विशिष्ट रिकॉर्डिंग घनत्व प्राप्त करने की अनुमति देगा।

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