Western Digital vindt (hybride) HDD opnieuw uit

Abonneer je gratis op Techzine!

Western Digital maakt zowel ‘traditionele’ harde schijven (HDD) als flash-schijven. Daarin is het uniek in de markt. Het is dan ook best logisch dat het een hybride schijf op de markt brengt. Het is echter een fundamenteel andere hybride schijf dan we voorheen hebben gezien.

Het concept van de hybride schijf, waarin HDD en flash gecombineerd wordt, is zeker niet nieuw. De eerste modellen kwamen op de markt net nadat flash redelijk goed verkrijgbaar was gekomen. Dat waren echter schijven waarbij zowel de HDD als het flash-gedeelte beschreven werden met gebruikersdata. Het idee was dat de veelgebruikte data op het flash-gedeelte weggeschreven werd, terwijl data die je minder vaak nodig had op het HDD-gedeelte gezet werden.

Het nieuwe type hybride schijf dat Western Digital vandaag aankondigt, lijkt op geen enkele manier op de ‘ouderwetse’ hybride schijf. Western Digital heeft het zelf dan ook niet over hybride schijven, maar over flash-enhanced schijven. We leggen hieronder uit wat het bedrijf hiermee bedoelt.

Embedded flash voor meer capaciteit

De nieuwe flash-enhanced schijven bestaan uiteraard wel gewoon uit een traditionele component, te weten de platters in de HDD, en een flash-gedeelte. Dit flash-gedeelte (UFS) wordt echter niet ingezet om gebruikersdata op weg te schrijven. Western Digital gebruikt het om de TPI van de platters in de schijf te verhogen. TPI staat voor Tracks Per Inch, oftewel het aantal sporen per inch waarop de schijf data kan wegschrijven. Deze sporen kunnen door slim gebruik van metadata, opgeslagen in de embedded iNAND flash, dichterbij elkaar gelegd worden. De schrijfdichtheid van de platters en dus van de schijf als geheel gaat zo omhoog. Onderdeel van de verbetering is uiteraard ook dat de SoC in de schijf geoptimaliseerd is en met de metadata overweg kan.

Naast meer capaciteit bieden de nieuwe schijven ook hogere prestaties, onder andere door het verminderen van adjacent track interference (ATI). Dat is uiteraard ook nodig als je sporen dichter naast elkaar legt. Het terugdringen van deze interference lijkt ook deels het gevolg te zijn van de toevoeging van flash-geheugen aan het nieuwe type schijf. Western Digital spreekt in ieder geval van ‘verticaal geïntegreerde iNAND en SoC-innovaties’. Daarmee lijkt het aan te geven dat de iNAND flash (in deze nieuwe schijven gaat over OptiNAND als architectuur tussen flash en SoC) ook bij deze vernieuwing samenwerkt met de SoC.

Hetzelfde geldt voor de reductie in het aantal schrijfcache-flushes die mogelijk is bij de nieuwe schijven. Ook dat lijkt het gevolg te zijn van de samenwerking tussen iNAND en SoC. OptiNAND kan in het geval van stroomuitval meer dan 100 MB aan schrijfcache-data uit de iNAND flushen. Dat was voorheen niet veel meer dan 2 MB, volgens Western Digital.

Dat je door een slimmere aansturing winst kunt behalen, is op zich niets nieuws natuurlijk. Dat hebben we eerder dit jaar ook al gezien.

Tot slot claimt Western Digital dat de nieuwe flash-enhanced schijven een stuk betrouwbaarder zijn geworden dan voorheen. Vooral bij stroomuitval is het belangrijk dat er zo weinig mogelijk data verloren gaat. Western Digital claimt dat de nieuwe schijven tot 50 keer meer klantgegevens bewaren dan eerdere generaties. Ook hier speelt het flash-enhanced karakter van de schijven een rol in.

Flash-enhanced gekoppeld aan ePMR

Hierboven hebben we het al even gehad over TPI als een manier om meer data op een platter van een HDD te krijgen. Er is echter nog een andere manier om dit te bewerkstelligen, namelijk via de BPI-route. BPI staat voor Bits Per Inch en gaat dus over hoeveel bits data je per inch kwijt kunt op een platter. Op dit vlak heeft Western Digital recent eveneens iets nieuws ontwikkeld, namelijk ePMR. Dit is een doorontwikkeling van PMR, oftewel Perpendicular Magnetic Recording. De ‘e’ die Western Digital heeft toegevoegd staat voor ‘energy-assisted’.

In PMR zorgt een elektrisch stroompje voor een magnetisch veld. Dit magnetische veld zorgt ervoor dat de lees/schrijfkop magnetisch wordt. Deze kan dan vervolgens de magnetische korreltjes in de platter in een bepaalde richting bewegen. Het resultaat is een opgeslagen bit. Door er nog een extra stroompje doorheen te sturen bij ePMR is het Western Digital gelukt om dit proces nog preciezer te laten verlopen. Het resultaat is dat bits dichter bij elkaar kunnen worden weggeschreven. Dit betekent dus ook dat er meer bits per inch op een spoor passen. De schijfcapaciteit neemt hiermee dus ook toe. 2,2 TB per platter is inmiddels al mogelijk. De eerste schijven van 20TB zijn inmiddels al aan klanten geleverd. In de tweede helft van dit decennium verwacht Western Digital door te kunnen groeien naar schijven van 50TB.

De nieuwe schijven die Western Digital vandaag aankondigt, combineren verbeterde TPI-prestaties met de toevoeging van OptiNAND met verbeterde BPI-prestaties die het gevolg zijn van ePMR. Het nieuwe type schijf is logischerwijs gericht op de zakelijke markt, van cloudbedrijven en serviceproviders via bedrijven in videobewaking tot NAS-leveranciers. De nieuwe schijven zullen beschikbaar komen in verschillende varianten. Later dit jaar zal daar meer duidelijkheid over komen.