Ổ cứng dùng công nghệ HAMR sẽ tới vào năm 2018

Trong khi nhiều thiết bị đang chuyển sang sử dụng công nghệ lưu trữ SSD thì những ổ cứng thông thường , HDD , vẫn còn đang là sự lựa chọn ưu tiên cho hàng trăm triệu người trên thế giới và trong những trung tâm dữ liệu .

Công nghệ HAMR (Heat-assisted magnetic recording) hứa hẹn tăng dung lượng HDD lên đáng kể sẽ đến vào những năm tới . Tuy nhiên việc sản xuất hàng loạt những ổ cứng HARM đã bị lùi lại vài lần và dự kiến những ở cứng này sẽ có mặt vào năm 2018 .

Theo phân tích của International Data Corp. và Western Digital Corp thì dung lượng lưu trữ dữ liệu trong năm 2020 sẽ đạt xấp xỉ 2900 Exabytes ( EB = 1 triệu TB ) , tăng lên so với khoảng 1000EB trong năm 2015 . Mức cầu lưu trữ tăng lên do một vài yếu tố bao gồm Big Data , Internet-of-Thing , nội dung người dùng  tạo ra , lưu trữ doanh nghiệp , lưu trữ cá nhân ….

Samsung Electronics tin rằng ngành công nghiệp Flash NAND sẽ sản xuất được 253 EB bộ nhớ Flash vào năm 2020 , so với 84 EB trong năm 2015 . Những kiểu lưu trữ SSD chiếm khoảng chưa tới 10% thị trường lưu trữ xét về khía cạnh dung lượng lưu trữ vì thế những ổ cứng , những băng từ và một số công nghệ khác sẽ chiếm hơn 90% . Đó là theo nhận định của IDC , Samsung và Western Digital .

\"\"

Để đạt tới mức cầu lưu trữ ngày càng tăng trong thời gian tới , ngành công nghiệp sẽ cần mở rộng sản xuất cho bộ nhớ Flash cũng như tăng dung lượng cho HDD . Những HDD hiện đại dựa trên công nghệ Ghi PMR (perpendicular magnetic recording) và SMR (shingled magnetic recording) đã chế tạo được tới mật độ lưu trữ khoảng gần 0.95Tb ( Terabit ) /inch2 và có thể chế tạo được HDD 10TB với 7 đĩa từ 1.43TB .Những công nghệ như TDMR (two-dimensional magnetic recording) có tiềm năng tăng mật độ lưu trữ của đĩa ổ cứng thêm 5-10% cũng là đáng ý nghĩa . Tuy nhiên Showa Denko K.K. (SDK), là nhà sản xuất đĩa cho ổ cứng lớn nhất thế giới , đã có kế hoạch sản xuất hàng loạt những HDD PMR có mật độ lưu trữ lên tới 1.3Tb/inch2 vào năm sau .

Những công ty  như Seagate , Western Digital tin rằng để đạt mật độ lưu trữ hơn 1.5Tb/inch2 , công nghệ HAMR cùng với vật liệu đĩa mới sẽ phải vượt qua những giới hạn của siêu từ tính .

Một số nguyên lí của Ghi HAMR đã được cấp bằng sáng chế từ năm 1954 , thậm chí còn trước khi IBM đưa ra bản demo của ổ cứng thương mại đầu tiên . Công nghệ HAMR được tóm tắt là dùng  cách Ghi từ trường với sự trợ giúp của nhiệt độ cùng với Laser đặc biệt gần tới điểm Curie ( nhiệt độ khiến cho vật liệu sắt từ bị mất vĩnh viễn khả năng từ tính của chúng ) để giảm kháng từ trong khi Ghi dữ liệu lên đó . Những HDD HAMR sẽ có những cấu trúc mới , vật liệu từ tính mới , thiết kế lại hoàn toàn đầu Đọc/Ghi cùng với đầu Laser , Bộ biến đổi quang trường gần đặc biệt (NFT - near-field optical transducer ) … và một số linh kiện khác mà chưa được đi vào sản xuất hàng loạt như những ổ cứng truyền thống .

\"\"

Theo Seagate , đầu nhiệt của HAMR cần tạo nhiệt độ gần 450oC cùng với Laser có bước sóng 810nm với công suất 20mW . Họ không  tiết lộ chi tiết về những đầu Ghi HAMR bởi vì chúng là bộ phận quan trọng nhất của HDD thế hệ mới .Những nhà sản xuất HDD , sản xuất riêng biệt những đầu ghi và các bộ phận phổ thông khác cũng đã nghiên cứu đầu HAMR trong nhiều năm .

NFT (near-field optical transducer) cũng là bộ phận rất quan trọng của mọi đầu HAMR . Nó cung cấp một lượng năng lượng hợp lí trong một đường kính 30nm hoặc còn nhỏ hơn . NFT cũng phải rất bền vững và độ tin cậy cao đang được nhiều nhà nghiên cứu phát triển .

SDK cũng cung cấp lộ trình về mật độ lưu trữ đĩa trong những HDD thế hệ mới .SDK dự kiến những đĩa từ 2.5-inch đầu tiên dùng cho ổ cứng HAMR có dung lượng 1.2TB – 1.5TB ( tương đương với mật độ lưu trữ 1.5Tb/inch2 – 1.95Tb/inch2 ) . Tới cuối thập kỉ này dung lượng HDD 2.5-inch của dự án tăng lên tới 2TB . Như vậy theo nhận định của SDK công nghệ HAMR rất có tiềm năng .

\"\"

Nhiều nhà sản xuất HDD , đầu Đọc/Ghi và đĩa từ đã phát triển những công nghệ đều sản xuất HDD HAMR cho tới giờ đã được 10 năm và họ nhận thấy có thể sản xuất HDD HAMR với dung lượng còn cao hơn .

Từ giữa những năm 2000 , một số nhà sản xuất đã demo HDD mẫu dùng công nghệ HAMR . Ví dụ Western Digital đã trình diễn HDD 2.5-inch HAMR từ cuối năm 2013 . Giữa năm 2015 . Seagate đã trưng bày NAS dùng nhiều ổ cứng sử dụng công nghệ HAMR .

\"\"

Những HDD HAMR demo cho thấy công nghệ này đã thực sự hoạt động . Trong nhiều năm những nhà sản xuất HDD đều đưa ra những khung thời gian khác nhau để đưa ra HDD HAMR thương mại . Tuy nhiên những dự đoán đều không chính xác . Theo Seagate , hiện tại vẫn có những vấn đề về độ tin cậy của công nghệ này . Trong những tháng mới đây cả Seagate và SDK đều lại đẩy lùi thời gian cho ổ cứng loại này .

Theo kế hoạch Seagate sẽ cung cấp hàng mẫu HDD HAMR cho một số khách hàng vào cuối năm 2016 hoặc đầu năm 2017 . Những ổ cứng này mới chỉ dùng cho thử nghiệm . Chúng sẽ hỗ trợ cho Seagate và những khách hàng của họ cho biết độ tin cậy của HDD HAMR tới mức như thế nào trong những Trung tâm dữ liệu và khả năng tương thích của nó với những cơ sở hạng tầng hiện tại và xem tốc độ của nó như thế nào trong những hoạt động thực tế . Việc thử nghiệm sẽ mất một thời gian dài để trước khi Seagate bắt đầu đi vào sản xuất hàng loạt những ổ cứng HAMR trong năm 2017 .

\"\"

Tuần trước SDK cho biết những đĩa từ dùng cho HDD HAMR sẽ bị hoãn lại tới năm 2018 .

SDK đã hứa hẹn bắt đầu sản xuất hàng loạt những đĩa từ thế hệ thứ 9 của công nghệ Ghi vuông góc ( PMR ) vào năm  tới . Với những đĩa từ này thì HDD 2.5-inch sẽ có dung lượng 1TB và tăng dung lượng cho HDD 3.5-inch thêm 2TB nữa .

Đầu năm nay , Seagate giới thiệu HDD 2TB chuẩn 2.5-inch chỉ dày 7mm . Những đĩa này dùng hai đĩa từ 1TB với mật độ lưu trữ cao nhất hiện tại đạt 1.3Tb/inch2 , điều đó cho phép họ sẽ có những HDD hơn 10TB dùng cho doanh nghiệp .

Western Digital cũng đang sản xuất dung lượng cao nhưng những kế hoạch của họ như thế nào thì chưa được tiết lộ . Bộ phận HGST của họ đã cung cấp HDD có dung lượng cao nhất thế giới trong vài năm .

Tóm tắt lại những HDD HAMR vẫn bị tạm hoãn còn những HDD dùng công nghệ PMR và SMR vẫn tiếp tục tăng dung lượng trong vài năm tới .