مقدمهای بر انقلاب ذخیرهسازی هارد دیسکهای پر شده با هلیوم
در دنیای امروز که دادهها با سرعتی بیسابقه در حال رشد هستند، نیاز به راهحلهای ذخیرهسازی با ظرفیت بالا و کارایی بیشتر روز به روز احساس میشود. شرکت HGST یکی از پیشگامان صنعت ذخیرهسازی دیجیتال، با معرفی هارد دیسک 10 ترابایتی UltraStar HelioSeal تحولی عظیم در این عرصه ایجاد کرده است. این محصول که حاصل سالها تحقیق و توسعه میباشد، نشاندهنده گامی بزرگ در مسیر افزایش ظرفیت ذخیرهسازی بدون افزایش فیزیکی اندازه دستگاه است.
حدود شش ماه از زمانی که HGST هارد دیسک 10 ترابایتی خود را به طور رسمی معرفی کرد، میگذرد و اکنون به نظر میرسد زمان ورود تجاری این محصول به بازار نزدیک شده است. این درایو که از فناوری پیشرفته HelioSeal بهره میبرد، اولین هارد دیسک تجاری است که از گاز هلیوم در ساختار داخلی خود استفاده میکند. این نوآوری، دروازهای جدید به سوی آینده ذخیرهسازی دادهها باز کرده و استانداردهای جدیدی را برای صنعت تعریف نموده است.
آشنایی با شرکت HGST و جایگاه آن در صنعت ذخیرهسازی
شرکت HGST که مخفف Hitachi Global Storage Technologies است، یکی از برجستهترین تولیدکنندگان تجهیزات ذخیرهسازی در جهان به شمار میرود. این شرکت که در سال ۲۰۰۳ از ادغام بخش ذخیرهسازی شرکت هیتاچی و آیبیام تشکیل شد، همواره در خط مقدم نوآوریهای فناوری ذخیرهسازی قرار داشته است. در سال ۲۰۱۲، شرکت وسترن دیجیتال مالکیت HGST را خریداری کرد و بدین ترتیب قدرت این شرکت در توسعه فناوریهای نوین بیشتر نیز شد.
HGST پیش از معرفی هارد ۱۰ ترابایتی، رکوردهای متعددی در زمینه افزایش چگالی ذخیرهسازی و کاهش مصرف انرژی ثبت کرده بود. تخصص این شرکت در تولید هارد دیسکهای سازمانی و سرورها، آن را به انتخاب اول شرکتهای بزرگ فناوری اطلاعات تبدیل کرده بود. فناوری HelioSeal که در این محصول به کار رفته، حاصل بیش از یک دهه تحقیق و توسعه در آزمایشگاههای پیشرفته این شرکت است.
فناوری HelioSeal و اصول کارکرد آن
هلیوم: کلید اصلی افزایش ظرفیت
فناوری HelioSeal بر پایه استفاده از گاز هلیوم در محفظه داخلی هارد دیسک بنا شده است. هلیوم گازی بیرنگ، بیبو و خنثی است که چگالی آن حدود یکهفتم چگالی هوا میباشد. این ویژگی منحصربهفرد، گاز هلیوم را به گزینهای ایدهآل برای استفاده در هارد دیسکها تبدیل کرده است. کاهش چگالی گاز داخل محفظه، مقاومت کمتری در برابر چرخش صفحات ایجاد میکند و این امر امکان استفاده از صفحات بیشتر را در همان فضای فیزیکی فراهم میسازد.
در هارد دیسکهای سنتی که با هوا پر میشوند، وجود مقاومت هوا باعث ایجاد اصطکاک و اغتشاش در جریان هوا میشود. این مسئله مانع از قرار دادن صفحات بیشتر در کنار یکدیگر است. با جایگزینی هوا با هلیوم، این محدودیت تا حد زیادی برطرف شده و مهندسان توانستهاند تعداد صفحات را از حداکثر ۵ عدد در هاردهای معمولی، به ۷ عدد در این محصول افزایش دهند.
مزایای استفاده از هلیوم در هارد دیسک
- کاهش مصرف انرژی: کاهش مقاومت هوا باعث میشود موتور چرخاننده صفحات انرژی کمتری مصرف کند و این امر به صرفهجویی قابل توجهی در مصرف برق میانجامد.
- کاهش دمای عملیاتی: اصطکاک کمتر به معنی تولید گرمای کمتر است که عمر قطعات الکترونیکی و مکانیکی را افزایش میدهد.
- عملکرد بیصدا: هلیوم به دلیل چگالی کمتر، ارتعاشات و صدای ناشی از چرخش صفحات را به شدت کاهش میدهد.
- افزایش قابلیت اطمینان: محیط خنثی هلیوم از اکسیداسیون و خوردگی قطعات داخلی جلوگیری میکند.
- افزایش چگالی ذخیرهسازی: امکان استفاده از صفحات بیشتر در همان فرمفکتور استاندارد.
مشخصات فنی هارد دیسک UltraStar HelioSeal 10TB
طراحی ۷ صفحهای با ظرفیت ۱.۴۳ ترابایت در هر صفحه
درایو UltraStar HelioSeal از یک طراحی پیشرفته ۷ صفحهای بهره میبرد که هر یک از آنها ظرفیت ۱.۴۳ ترابایت را ارائه میدهند. این دستاورد مهندسی، بدون استفاده از فناوری هلیوم غیرممکن بود. صفحات این درایو با فناوری ثبت مغناطیسی عمود یا PMR ساخته شدهاند که استانداردی مطمئن در صنعت ذخیرهسازی است. ترکیب هفت صفحه در یک درایو با فرمفکتور ۳.۵ اینچی، رکوردی جدید در صنعت محسوب میشود.
فرمفکتور و رابط ارتباطی
این هارد دیسک از فرمفکتور استاندارد ۳.۵ میلیمتری برخوردار است که آن را با اکثر سرورها و کیسهای رایانهای سازگار میسازد. رابط SATA 3 که نرخ انتقال داده تا ۶ گیگابیت بر ثانیه را امکانپذیر میکند، در این محصول به کار رفته است. علاوه بر این، نسخههایی با رابط SAS نیز برای کاربردهای سازمانی تولید شدهاند که قابلیت اطمینان و عملکرد بالاتری را ارائه میدهند.
حافظه کش و عملکرد
این درایو مجهز به حافظه کش ۱۲۸ مگابایتی است که سرعت دسترسی به دادههای پرکاربرد را به طرز چشمگیری افزایش میدهد. حافظه کش یا بافر، نقش پلی میان سرعت بالای الکترونیکی و سرعت مکانیکی هارد دیسک را ایفا میکند. در محیطهای سازمانی که درخواستهای متعدد همزمان برای خواندن و نوشتن دادهها وجود دارد، وجود کش بزرگ عملکرد کلی سیستم را بهبود میبخشد.
قابلیت اطمینان و طول عمر
یکی از مهمترین شاخصهای قابلیت اطمینان در هارد دیسکها، میانگین زمان بین خرابی یا MTBF است. این درایو با MTBF ۲ میلیون ساعت، یکی از قابل اعتمادترین محصولات در بازار محسوب میشود. این عدد به معنای احتمال بسیار پایین خرابی در طول عمر مفید محصول است و برای استفاده در مراکز داده و سرورهای حیاتی مناسب میباشد.
ضمانت ۵ ساله شرکت HGST نیز نشاندهنده اعتماد بالا به کیفیت و دوام این محصول است. این مدت ضمانت در صنعت ذخیرهسازی، استانداردی طلایی محسوب میشود و خریداران را از سرمایهگذاری روی این محصول مطمئن میسازد.
ویژگیهای امنیتی
قابلیت Instant Secure Erase یا حذف امن فوری، از جمله ویژگیهای امنیتی مهم این درایو است. این قابلیت به مدیران سیستم اجازه میدهد تا در مواقع ضروری، تمام دادههای موجود روی دیسک را به سرعت و به صورت امن پاک کنند. این ویژگی برای سازمانهایی که با اطلاعات حساس سر و کار دارند، اهمیت ویژهای دارد و در زمان بازگرداندن، فروش یا دور انداختن دیسکهای سخت کاربردی فراوان دارد.
کاربردهای هارد ۱۰ ترابایتی UltraStar HelioSeal
مراکز داده و سرورهای سازمانی
اولین و مهمترین کاربرد این هارد دیسک، استفاده در مراکز داده و سرورهای سازمانی است. ظرفیت ۱۰ ترابایتی به شرکتها اجازه میدهد حجم عظیمی از دادهها را در فضای فیزیکی کمتری ذخیره کنند. این امر به نوبه خود منجر به کاهش هزینههای زیرساختی از جمله فضای رک، برق و خنککاری میشود.
ذخیرهسازی ابری و کلود
سرویسدهندگان ذخیرهسازی ابری از مهمترین مشتریان این نوع هارد دیسکها هستند. با رشد روزافزون استفاده از سرویسهای ابری، نیاز به ظرفیت ذخیرهسازی بیشتر بیش از پیش احساس میشود. هاردهای ۱۰ ترابایتی به این شرکتها کمک میکنند تا با هزینه کمتر، خدمات بهتری به کاربران ارائه دهند.
سیستمهای نظارتی و ضبط ویدیو
سیستمهای نظارتی دیجیتال که نیاز به ضبط طولانیمدت تصاویر با کیفیت بالا دارند، از ظرفیت بالای این هارد دیسکها بهرهمند میشوند. دوربینهای مدار بسته با رزولوشن بالا، حجم زیادی از دادهها را تولید میکنند و هاردهای ۱۰ ترابایتی پاسخگوی این نیاز هستند.
پایگاههای داده بزرگ
سازمانهایی که با پایگاههای داده عظیم سر و کار دارند، نیازمند فضای ذخیرهسازی گستردهای هستند. بانکها، بیمهها و موسسات مالی از جمله کاربرانی هستند که هارد دیسکهای با ظرفیت بالا برای آنها ضروری است. قابلیت اطمینان بالای این درایو، آن را برای چنین کاربردهای حساسی مناسب ساخته است.
مقایسه با هارد دیسکهای سنتی
ظرفیت و چگالی
هارد دیسکهای سنتی با فرمفکتور ۳.۵ اینچی، حداکثر ظرفیت ۴ تا ۶ ترابایت را با استفاده از ۵ صفحه ارائه میدادند. UltraStar HelioSeal با افزایش تعداد صفحات به ۷ عدد، گامی بزرگ در افزایش چگالی ذخیرهسازی برداشته است. این افزایش ۴۰ تا ۶۰ درصدی ظرفیت در همان فضای فیزیکی، تحولی بزرگ در صنعت محسوب میشود.
مصرف انرژی
مصرف انرژی کمتر یکی از مزایای برجسته هاردهای پر شده با هلیوم است. آزمایشها نشان دادهاند که این درایوها تا ۲۳ درصد مصرف انرژی کمتری نسبت به هاردهای مشابه با ظرفیت یکسان دارند. در مقیاس مراکز داده بزرگ، این کاهش مصرف انرژی به صرفهجویی قابل توجهی منجر میشود.
سطح صدای تولید شده
یکی از مشکلات هارد دیسکهای سنتی، صدای ناشی از چرخش صفحات و حرکت هد خواندن/نوشتن بود. استفاده از هلیوم این مشکل را به شدت کاهش داده و عملکردی تقریباً بیصدا را ممکن ساخته است. این ویژگی برای محیطهای کاری که سکوت در آنها اهمیت دارد، بسیار ارزشمند است.
چالشها و موانع تولید
محفظه hermetic و درزبندی کامل
یکی از بزرگترین چالشهای تولید هاردهای پر شده با هلیوم، ساخت محفظهای کاملاً درزگیر است. هلیوم به دلیل اندازه کوچک اتمهایش، تمایل به نشت از کوچکترین روزنهها دارد. مهندسان HGST موفق به توسعه فناوری جوشکاری و درزبندی ویژهای شدهاند که از نشت هلیوم در طول عمر مفید محصول جلوگیری میکند.
تامین هلیوم و هزینهها
هلیوم منبعی محدود و نسبتاً گرانقیمت است. این مسئله میتواند بر قیمت نهایی محصول تاثیر بگذارد. با این حال، شرکت HGST با قراردادهای بلندمدت تامین و بهینهسازی فرآیند تولید، تلاش کرده است تا هزینهها را کنترل نگه دارد.
آینده فناوری HelioSeal و محصولات آینده
هارد ۱۰ ترابایتی نسل دوم با ۶ صفحه
HGST هماکنون در حال کار روی هارد دیسک ۱۰ ترابایتی دیگری است که از چگالی ثبت ارتقا یافته برخوردار خواهد بود. این محصول جدید توانایی ذخیرهسازی ۱۰ ترابایت را تنها با ۶ صفحه فراهم میکند که معادل ۱.۶۶ ترابایت در هر صفحه است. این پیشرفت نشاندهنده ادامه توسعه فناوری ثبت مغناطیسی و افزایش بهرهوری است.
چشمانداز ظرفیتهای بالاتر
متخصصان پیشبینی میکنند که با بهبود فناوریهای ثبت مغناطیسی و استفاده از تکنیکهایی مانند Heat-Assisted Magnetic Recording یا HAMR، ظرفیت هارد دیسکها در سالهای آینده به ۲۰ ترابایت و حتی بیشتر خواهد رسید. فناوری HelioSeal بستر مناسبی برای پیادهسازی این فناوریهای جدید فراهم کرده است.
تاریخچه ورود به بازار
انتظار میرود این درایوهای ۱۰ ترابایتی پر شده با هلیوم تا پایان سهماهه اول سال ۲۰۱۵ به طور گسترده به بازار عرضه شوند. قیمت این محصولات هنوز به طور رسمی اعلام نشده است، اما انتظار میرود با توجه به فناوریهای پیشرفته به کار رفته، قیمت بالاتری نسبت به هاردهای سنتی با ظرفیت مشابه داشته باشند. با این حال، کاهش هزینههای عملیاتی در طولانی مدت، این هزینه اولیه را توجیه میکند.
نتیجهگیری
هارد دیسک ۱۰ ترابایتی UltraStar HelioSeal شرکت HGST نقطه عطفی در تاریخ صنعت ذخیرهسازی محسوب میشود. این محصول با بهرهگیری از فناوری نوآورانه هلیوم، محدودیتهای فیزیکی هارد دیسکهای سنتی را شکسته و راه را برای افزایش ظرفیت در آینده هموار کرده است. مزایای متعدد این فناوری از جمله کاهش مصرف انرژی، عملکرد بیصدا و افزایش قابلیت اطمینان، آن را به گزینهای جذاب برای مراکز داده و سازمانهای بزرگ تبدیل کرده است. با ادامه توسعه این فناوری و ترکیب آن با روشهای نوین ثبت مغناطیسی، میتوان انتظار داشت که ظرفیتهای بسیار بالاتری در سالهای آینده شاهد باشیم.
نظرات
0دیدگاه خود را ثبت کنید
برای ارسال نظر و مشارکت در گفتگو، لطفا وارد حساب کاربری خود شوید.