Innovatie bij Seagate maakt harde schijven met veel hogere capaciteit mogelijk

Seagate gebruikt de aanduiding Mozaic 3+ platform. Dit om aan te geven dat de nieuwe harde schijven meer innovaties bevatten dan alleen heat-assisted magnetic recording (hamr). De eerste Seagate 30 TB disks komen voor de zakelijke markt uit, maar in de toekomst zullen denkelijk ook consumenten en prosumers met datahonger van deze techniek kunnen profiteren. Mozaic 3+ brengt een forse vooruitgang in capaciteit per schijf, want de huidige limiet lag bij 22 TB per disk. Wat houdt Seagate Mozaic 3+ precies in?

Seagate 30 TB dankzij Mozaic 3+: niet alleen HAMR

De basis van het Mozaic 3+-platform is zoals gezegd heat-assisted magnetic recording. Harde schijven met deze techniek bevatten een extra stabiel magnetisch materiaal, een legering van platina en ijzer, die moeilijker te beschrijven is. Door echter een klein gedeelte van een platter (magnetische schijf) te verwarmen met een laser, is deze kortstondig te beschrijven. Zo kunnen veel kleinere stabiele bits worden opgeslagen dan met conventionele methodes. Hierdoor kunnen Mozaic 3+ schijven 3 terabyte per platter bevatten. De topmodellen bevatten daar dus tien stuks van.

Seagate gebruikte de techniek al eerder, maar dan in combinatie met zogeheten shingled magnetic recording oftewel smr. Bij deze techniek is het lezen eenvoudiger en sneller dan schrijven. Door bij het schrijven de bits als een soort dakpannen over elkaar te leggen, is het mogelijk om meer data op te slaan op een harde schijf. Dat levert wel nadelen op bij het overschrijven van data, of wanneer data in kleine pakketjes op meerdere locaties geplaatst moet worden. Dan moet er eerst een hoop data uitgelezen worden, alvorens het ‘dak’ weer opgebouwd kan worden. Daardoor zijn smr-schijven een stuk trager met schrijven.

De nieuwe Seagate 30 TB disks gebruiken een klassieke positionering van de data op de platter, met perpendicular magnetic recording (pmr). Om dat mogelijk te maken waren meerdere innovaties nodig, die samen het Seagate Mozaic 3+ platform vormen. Ten eerste de genoemde ijzer-platina legering, die kleinere bits mogelijk maakt. Daarnaast was een nieuwe schrijfkop nodig, met een zeer kleine laser. Seagate noemt het een plasmonische schrijfunit. Die kan de platters op het gewenste gedeelte kort verhitten om schrijven mogelijk te maken. Verder was ook een verbetering nodig in de leeskop, die data weer uitleest. Mozaic 3+ bevat een leeseenheid met quantumtechnologie, die zeer kleine magnetische velden kan uitlezen. Ten slotte was er ook nieuwe aansturing vereist. Hiervoor ontwierp Seagate een eigen system-on-chip (soc), die op 12 nanometer wordt geproduceerd. Dat is een zeer geavanceerd productieprocedé voor een dergelijke chip. 

Waarom zijn deze disks zo belangrijk?

De combinatie van hamr en smr maakte eerder al harde schijven tot 32 TB mogelijk. Die kunnen alleen gebruikt worden met specifieke hardware, die niet toegankelijk, praktisch of betaalbaar is voor de gemiddelde consument. Het Mozaic 3+-platform met zijn combinatie van hamr en pmr kan eenvoudiger een weg vinden naar de consumentenmarkt. Het zal in eerste instantie echter vooral de zakelijke markt zijn die profiteert. En dan met name opslag voor de enterprise, oftewel zeer grote bedrijven met dito datacenters. Facebook, Google, Microsoft zullen ongetwijfeld tot de enthousiaste afnemers behoren.

'Gewone' magnetische opslag - zonder laserverhitting dus - komt zoals gezegd niet verder dan 22 terabyte. De sprong naar 30 TB is daarmee groot. De afgelopen jaren waren we gewend geraakt aan een regelmatige toename van 2 TB per generatie. Feitelijk brengt Mozaic 3+ een sprong van vier generaties in één keer. Omdat de externe kenmerken van de disks gelijk zijn aan klassieke schijven, is het relatief eenvoudig om de hoeveelheid opslag per vierkante meter in een datacenter enorm te doen toenemen. En dat bij een gelijk energieverbruik. Gezien de enorme hoeveelheid data die we dagelijks met zijn allen produceren, een niet te overschatten winst. We schreven eerder al over de duurzaamheidsvoordelen van opslag met hoge dichtheid.

Overigens is Mozaic 3+ nog maar het begin van deze nieuwe generatie schijven voor Seagate. De 3+ in de naam staat voor de capaciteit van elke platter binnen de harde schijf. Zo heeft de Seagate Exos X Mozaic 3+ er daar 10 van. Seagate heeft Mozaic 4+ al in de planning staan, waarbij de dichtheid verhoogd moet worden naar 4 TB per platter, en ook Mozaic 5+ met een corresponderende toename staat op de roadmap. Dat betekent dat disks van 50 terabyte in het verschiet liggen.