Společnost Western Digital (WD) na dnešní akci HDD Reimagine oznámila architekturu disků OptiNAND s vylepšenou pamětí flash. Tato nová technologie optimalizuje a integruje pevné disky s integrovanou pamětí NAND (iNAND). Tato nová třída vestavěných flash disků umožňuje zákazníkům reagovat na exponenciální růst tvorby dat, a to jak dnes, tak i v budoucnu. Ujasněme si však, že se nejedná o novou hru na hybridní pevné disky – OptiNAND je mnohem komplexnější.
Co je WD OptiNAND?
Jednoduše řečeno, WD OptiNAND je platforma, která kombinuje iNAND, řadič a firmware jako SoC dodávaný na desce plošných spojů pevného disku. iNAND je 64vrstvá dynamická flash paměť (BICS3), která spravuje metadata pevného disku. Technologie iNAND umožňuje jak SLC pro operace náročné na zápis, tak TLC pro operace náročné na čtení v jednom zařízení. WD uvádí, že tyto disky s vylepšenou flash pamětí nabídnou vyšší kapacitu, výkon a spolehlivost. Proto mají hyperscaleři velký zájem o novou technologii WD pro své vrstvy pro data bez zápisu a archivaci.
Je také důležité zdůraznit, že se v žádném případě nejedná o hybridní pevné disky. Hybridní koncept kombinoval flash paměť s pevnými disky ve snaze dosáhnout bodu, kdy by koncoví uživatelé a úložné systémy mohli mít výhody výkonu flash paměti a zároveň výhody kapacity a ceny za terabajt pevného disku. Tyto disky však byly naprostý chaos. Byly drahé, fungovaly špatně a měly velmi omezenou podporu operačních systémů. Proto je důležité pochopit, že OptiNAND není technologie hybridních pevných disků. Všechna data se čtou a zapisují z ploten pevného disku.
Jak funguje WD OptiNAND?
OptiNAND vyžaduje platformu pevných disků, která podporuje jeho integraci. Bude se tedy jednat o budoucí typ integrace a bude fungovat na discích SMR nebo CMR. OptiNAND je zpočátku dodáván jako 64GB datový nosič na pevných discích WD třídy 20 TB, které jsou v současné době vzorkovány u poskytovatelů cloudových služeb a dalších velkých zákazníků.
Pokud se vyznáte v technice pevných disků, pak by okamžitá reakce na to mohla být něco jako: „Nepoužívají pevné disky už DRAM pro metadata?“ Ano, ale v porovnání s 64 GB iNAND má DRAM 18TB pevného disku pouze 512 MB mezipaměti. DRAM je samozřejmě také mnohem dražší než NAND, takže škálování na větší kapacity se stává nepraktickým.
Flash je také zajímavá z hlediska perzistence. DRAM se při výpadku napájení vyprázdní, ale NAND je energeticky nezávislá a může i nadále uchovávat metadata, aniž by se musela po spouštěcí sekvenci znovu napájet, být z nějakého důvodu odebrána ze systému nebo v jakékoli jiné události, kdy dojde k výpadku napájení. Údaje společnosti WD uvádějí, že disky OptiNAND dokáží v případě neplánovaného výpadku napájení zabezpečit více než 100 MB dat mezipaměti pro zápis, což je 50násobné zlepšení oproti standardním diskům, které dokáží vyprázdnit přibližně 2 MB dat.
I zde je třeba zohlednit výkon. Latence pevného disku se zlepšila díky optimalizaci firmwaru disku zaměřené na menší požadavek na obnovování ATI (adjacent track interference) a snížení potřeby vyprazdňování mezipaměti pro zápis v režimu s povolenou mezipamětí pro zápis. Načítání metadat z disku také narušuje provoz a výkon hostitele. OptiNAND nabízí efektivnější tok dat. Platforma také nabídne inženýrům společnosti WD v budoucnu větší flexibilitu pro vývoj zcela nových funkcí, které umožní diskům pracovat rychleji.
Kromě větší efektivity již metadata nemusí být vůbec ukládána na pevný disk, což koncovému uživateli uvolňuje o něco více využitelného prostoru. Existují i další části dat souvisejících s telemetrií disku, které se také nemusí nacházet na samotném pevném disku díky kapacitě iNAND. Některé inteligence zabudované do platformy také přinášejí zvýšení efektivity, což vede k většímu počtu stop na palec (TPI) a zvýšené plošné hustotě.
kde jsme dnes?
OptiNAND je reálný a dodává se velkým zákazníkům, kteří potřebují hodně dat. I když veškeré vzrušení potěší flash disky (podívejte se na náš podcast Ruler SSD) , je pravda, že pevné disky tvoří lví podíl bitového úložiště v datových centrech. Podle IDC budou pevné disky v roce 2025 představovat 82 % kapacity prodané na podnikovém trhu.
Disky využívající novou architekturu budou využívat technologie, jako je trojstupňový aktuátor (TSA) a technologie HelioSeal, a nabídnou 2.2 TB na plotnu, což dále zvyšuje kapacitu technologie PMR. Aktuálně dostupný 20TB disk je devítiplotní, což nás dostatečně přibližuje k 20TB klasifikaci. To je ale jen začátek, ale až bude tato technologie všeobecně dostupná, pravděpodobně se objeví v 22TB nebo 24TB verzi.
Stojí za zmínku, že OptiNAND dnes ještě není zrovna připravena na revoluci v kapacitě nebo výkonu pevných disků. Jedná se o postupný krok, který pomáhá společnosti WD vytěžit z pevných disků o něco více. Je to však platforma, která společnosti WD dává potenciál časem vytěžit ještě více. Ve velkých datových centrech má i malé zvýšení kapacity, výkonu a spolehlivosti zásadní význam.
Amazon