De nood naar dataopslag neemt toe en hoewel de HDD de primaire drager blijft voor ’s werelds data, botst de klassieke technologie tegen haar grenzen. Met Mozaic 3+ doorbreekt Seagate technologische en natuurkundige barrières en ligt de weg open naar drives met capaciteiten tot wel 50 TB.
De wereld houdt steeds meer data bij. Waar je enkele jaren geleden nog de vraag kon stellen of dat wel nuttig was, bewijst AI vandaag het nut van grote datasets. “AI haalt waarde uit de data die we creëren”, zegt ook Vincent Oostlander, Director EMEA Solutions Sales bij Seagate. Hij schuift samen met collega Jörg Andreas, Systems Solution Engineer, aan de tafel om uit te leggen hoe Seagate aan de hand van lasers en spitstechnologie een nieuw tijdperk voor harde schijven en dataopslag inluidt.
Limieten
“De laatste decennia konden we de capaciteit van harde schijven opkrikken door meer fysieke schijven in een behuizing te proppen”, vertelt Oostlander. De capaciteit van een enkele harde schijf in een 3,5 inch-HDD (die in feite meerdere schijven bevat) blijft al jaren min of meer gelijk en kon niet omhoog met bestaande technieken. “Met Mozaic 3+ heeft Seagate een set van technologieën ontwikkelt waarmee we opnieuw de capaciteit van een individuele platter kunnen vergroten. De hele industrie praat al jaren over HAMR, maar wij hebben de technologie nu werkelijkheid gemaakt.”
HAMR staat voor Heat Assisted Magnetic Recording. Heel kort door de bocht gaat Seagate warmte gebruiken om meer bits en bytes via magnetisme op een drive op te slaan, maar die uitleg doet Mozaic 3+ geen eer aan. Andreas straalt wanneer hij de kans krijgt om uit te leggen wat er echt gebeurt onder de motorkap van een Mozaic 3+-drive.
Hoogtechnologische technologieverzameling
“De naam verwijst naar een combinatie van technologische doorbraken in verschillende onderdelen van de harde schijf”, legt hij uit. “Alles start met de oppervlakte van de schijven zelf. Daarvoor hebben we een compleet nieuwe roosterstructuur op basis van ijzer en platina ontwikkeld.” Doordat de vakjes in het rooster zo klein zijn, kan Seagate meer gigabytes per vierkante centimeter opslaan. “Maar de materialen zijn lastig om mee te werken. Om het materiaal te magnetiseren, is er veel energie nodig.”
Voor wie een beperkte basiskennis van HDD’s meedraagt: data op een harde schijf bestaat uit bits en bytes, bewaard in de vorm van piepkleine zones die al dan niet gemagnetiseerd zijn. Op een ronde schijf worden zo rij na rij nulletjes en ééntjes bewaart. Hoe kleiner de magnetiseerbare stukjes, hoe meer data je op een drive kan parkeren. Kleiner is vaak beter in de wereld van technologie, maar nooit eenvoudiger.
Lasers
Zo is het ook met de Mozaic-drives. Andreas gaat verder. “Om het materiaal te magnetiseren, hebben we veel energie nodig. Een normale schrijfkop is ontoereikend. Seagate ontwikkelde daarom een schrijfkop die zich gedraagt als een near field transducer, waarbij twee laserstralen samen een plasmonische straal vormen van amper tien nanometer breed. Die straal verhit een heel specifiek stukje van de schijf tot 400 graden Celsius zodat het gemagnetiseerd kan worden. Het hele proces duurt amper 0,8 nanoseconden.”
Dat klinkt extreem en is het ook, maar op erg kleine schaal. “De straal is erg gefocust”, verduidelijkt Andreas. “De energie ervan is onvoldoende om een effect voelbaar te maken buiten de HDD.” Om het systeem aan te sturen, ontwikkelde Seagate een eigen controller. “Dat is een 12 nanometerchip die 400 miljard IOPS kan verwerken en in staat is om op termijn drives met nog hogere capaciteiten aan te sturen.” Zegt Andreas.
Fikse capaciteitsverhoging
De technologie levert merkbaar resultaat af. De eerste Mozaic 3+-drives van Seagate hebben een capaciteit van 30 TB. “Binnen enkele jaren verwachten we een capaciteit van 50 TB per drive of meer”, aldus Andreas. “De drives hebben bovendien een doorvoersnelheid van 300 MB/s.” Dat is best veel voor een harde schijf.
De technologie zorgt ervoor dat eenzelfde 3,5 inch-behuizing aanzienlijk meer terabytes kan huisvesten, maar er is meer. Hogere dichtheid lost immers problemen op, maar creëert er vaak nieuwe. Kijk maar naar de wereld van compute: waar krachtige AI-servers ongeziene pk’s huisvesten, maar zoveel stroom drinken dat datacenters hun racks noodgedwongen halfleeg moeten laten omdat de elektrische capaciteit ontoereikend is.
Meer TB, evenveel W
Dat probleem heeft Seagate niet. Andreas: “Mozaic 3+-drives verbruiken ongeveer 40 procent minder per terabyte.” Het stroomverbruik daalt volgens cijfers van Seagate van 0,59 watt per terabyte voor een populaire klassieke Seagate Exos-datacenter-HDD van 16 TB naar 0,35 watt per terabyte voor een nieuwe 30 TB Mozaic 3+-schijf. Zo blijft het totale verbruik van een 3,5 inch-schijf ongeveer gelijk, terwijl de capaciteit wel verhoogt. “Bovendien heb je minder energie nodig voor de koeling”, merkt de expert op.
Het totale verbruik van een schijf blijft ongeveer gelijk terwijl de capaciteit wel verhoogt.
Jörg Andreas, Systems Solution Engineer Seagate
Mozaic is de merknaam voor alle HAMR-drives van Seagate in de toekomst en moet benadrukken dat de drives hoogtechnologisch zijn. “Al ligt de productiekost niet hoger”, geeft Andreas nog mee. “De prijs per terabyte is ongeveer dezelfde.” De focus van Seagate ligt nu op drives voor hyperscalers, al zal Mozaic 3+ binnenkort ook voor opslagservers en uiteindelijk zelfs NAS-systemen beschikbaar komen.
Op naar de vijftig
Wat betekent de 3+ in de naam dan? Oostlander verduidelijkt. “In één harde schijf zitten verschillende platters. Eén platter heeft op dit moment met de nieuwe technologie een capaciteit van 3 TB. Met tien platters in één HDD geeft dat een capaciteit van 30 TB. Hierna mikken we op Mozaic 4+, 5+ en meer.”
“De HDD-sector heeft lang capaciteitssprongen van 2 TB gemaakt”, gaat hij verder. “Daar komt nu verandering in. We gaan verhogingen per generatie zien van vijf en tien terabyte. vijftig terabyte is op termijn een mogelijkheid.”
Ook Andreas ziet de toekomst rooskleurig tegemoet. “Ik heb nog nooit zoveel enthousiasme gezien bij de mensen, zelfs bij experts die al decennia in het de sector werken. HAMR en Mozaic 3+ zijn een echte revolutie. Er breekt een nieuw tijdperk aan voor HDD’s met hoge capaciteit.”