Сегодня поговорим о таком мамонте IT рынка как жесткие диски (HDD). С распространением твердотельных накопителей, кажется что пользовательская эра жестких дисков подходит к концу. Так ли это или производители HDD что-то всё-таки припасли про запас, вот об этом подробно и поговорим.

Вводная информация.
Датой рождения жесткого диска можно считать 1956 год, прародителем всех современных HDD стала модель 305 RAMAC от IBM. А в 1983 году шотландская фирма Rodime представила устройство под названием RO351. Мало того, что этот накопитель получил две пластины по 10 мегабайт каждая, к тому же HDD был выполнен в привычном нам с вами форм-факторе 3,5”. Важность данного момента рынок не оценил и шотландская компания обанкротилась, зато оценили другие производители. И внедрили некоторые решения у себя. К слову, первые версии твердотельных накопителей (SSD) были разработаны еще в конце 70-х, но доработать технологию и массово запустить, всем нам знакомый продукт, смогли лишь в середине 2000-х. Это кратко об истории. 

Ситуация на рынке.
На данный, в мире осталось лишь три независимых производителя HDD — в отличие от вендоров SSD, что исчисляются десятками. Это Seagate, WD, Toshiba. И тут все просто, проектировка, производство и сборка HDD куда сложнее чем твердотельный накопитель (SSD). Который, грубо говоря, состоит из модулей NAND памяти и управляющей микросхемы (контроллера).
По данным TrendFocus, за весь 2020 г. в мире было поставлено 259,81 млн HDD суммарной ёмкостью 1018,32 Эбайт !!! (1 эксабайт, напомним, — это 1024 петабайта). В количественном исчислении поставки сократились на 18% относительно уровня 2019-го, тогда как в ёмкостном — выросли на 13%. Такие результаты объясняются ростом спроса на высокоёмкие (корпоративные) HDD. То есть, локомотивом рынка для жестких дисков сейчас являются 3,5-дюймовые корпоративные диски. Сегодня они доступны в диапазоне ёмкостей до 20 ТБ. Хочешь купить жесткие диски большой емкости, кликай тут
  
Рис. 1. Глобальные поставки HDD с середины 1970-х по 2020 г., млн единиц (нижняя, более светлая часть столбцов — корпоративные диски), и их динамика по десятилетиям (источник: Wikibon)
Рис. 2. Среднерыночная стоимость 1 Тбайт ёмкости по годам для HDD (оранжевая линия, долл.), SSD (синяя линия, долл.) и их отношение (зелёный пунктир). Обе шкалы логарифмические. Отмечено притормаживание сокращения удельной стоимости SSD в 2017-18 гг., когда наблюдался дефицит полупроводниковых накопителей (источник: Wikibon)
 
Можно констатировать — с конца 1980-х гг. и до 2010-го — рост в первую очередь за счёт увеличения спроса на потребительском рынке. Даже в минувшем году десктопных и мобильных HDD для персональных систем было отгружено почти вдвое больше, чем корпоративных (3,5- и 2,5-дюймовых в сумме) — 139 млн единиц против 72 млн. Это несмотря на то, что потребительские жёсткие диски продемонстрировали примерно 20%-ное сокращение объёмов поставок относительно уровня 2019 г., а корпоративные, напротив, — рост около 2%. 
Что касается 2021 года, то год должен получится лучше по показателям. Из-за всплеска продаж на резко набиравшую обороты криптовалюту Chia, для добычи которой необходимо хранилище данных большой емкости. Но ажиотаж как быстро появился, так быстро и пропал. Потому о каких то запредельных цифрах говорить не приходится, но в отчётах это точно отобразится. 
 
Перспективы технологий.

На данный момент, производители HDD внедряют новые технологии в свои продукты чтобы не терять рынок. И проблема в том, что существенные изменения внедрялись не так уж и часто, и изменения не всегда были столь существенны. Последним массовым нововведением являлась технология перпендикулярной магнитной записи, и происходило это еще в конце 2010-х. Удалось повысить емкость магнитных пластин. Еще заполнили корпуса гелием вместо воздуха и технологически перешли к «тонким» пластинам. Это позволило увеличить емкость еще так раза полтора-два. Далее, внедрили технологию TDMR - это когда головка считывает сразу несколько дорожек с диска, а потом сортирует данные при помощи интеллектуального контроллера. Все эти технологии уже исчерпали себя без остатка. Еще нужно сказать о технологии «черепичной записи» SMR, но данная теология дает прирост около 20% и снижает скоростные характеристики продукта. Что согласитесь, подходит не для всех. Хотя, и тут есть новости что технологию могут доделать чтобы не было потерь в скорости. Как резюмируют специалисты, применять эти технологии все разом будет затратно для компаний.

Глатком свежего воздуха для производителей должны стать технологии HAMR и MAMR.
Суть которых проста, увеличение плотности записи за счет точечного подогрева магнитной пластины. Небольшой лазерный диод, прикрепленный к каждой записывающей головке, нагревает крошечное пятно на диске, что позволяет записывающей головке переворачивать магнитную полярность каждого очень стабильного бита, позволяя записывать данные. Источник нагрева — лазер (NFT — Near-Field Optical Transducer) для HAMR, и микроволновый излучатель (STO — Spin Torque Oscillator) для MAMR соответственно. Для более подробного ознакомления с технологией HAMR, кликай тут

Для примера, магнитные диски в накопителях Toshiba серии MG09 имеют толщину около 0,635 мм с плотностью записи около 1,5 Тбит на квадратный дюйм и может хранить до 2 Тбайт данных. В перспективе, возможно говорить о жестких дисках емкостью в 100 и даже 200 ТБ. Но это в перспективе!  Если все таки у производителей получится это сделать, то это будет фантастика.
Данные технологии уже можно встретить на рынке. Для примера , в таких накопителях:
  

Как видно, на деле эти модели последних лет очень похожи. Тройка устройств с почти идентичными значениями, и сравнивать почти нечего. Есть надежда, что если ранее добавленые дополнительных магнитных дисков не сказывалось на скоростных характеристиках, то увеличение плотности записи сможет их немного улучшить.

И это не пустые предположения, на сайте у Seagate появилось описание накопителя Mach.2 Exos 2X14. В основе идет технология Mach.2 , которая предполагает использование нескольких независимых наборов головок, способных перемещаться независимо друг от друга. И как они заверяют, эти жесткие диски смогут соперничать с недорогими SSD. Устройство все так же представлено в 3,5-дюймовом формате, гелиевым наполнением и скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин. Для подключения служит интерфейс SAS, обеспечивающий пропускную способность до 12 Гбит/с. Заявленная скорость передачи информации достигает 524 Мбайт/с, что как раз и сопоставимо с SATA SSD. Средняя задержка — 4,16 мс. Единственный минус, это увеличенное энергопотребление. Но технологию то могут доработать… Пока купить Mach.2 Exos 2X14 невозможно, накопитель доступен только определенным заказчикам. 

Western Digital, по ее собственным словам, пока не смогла освоить HAMR и MAMR. Но компания пошли другим путем, освоила технологию EAMR-записи (ePMR). По словам производителя, суть технологии такова: во время операции записи в обычных магнитных головках насыщение магнитным полем происходит несогласованно, что ведёт искажению тока записи. Технология ePMR сглаживает эти искажения за счёт того, что на центральные сердечники головок подаётся опорный ток. Этот ток генерирует дополнительное магнитное поле, которое создает оптимальные условия для изменения намагниченности магнитных доменов на пластине жёсткого диска. Тем самым снижаются искажения токов записи и растёт плотность записи. Благодаря этой технологии,  на рынок попала серия Western Digital 3.5 WD Ultrastar DC HC550. Если нужно купить WD Ultrastar, кликай сюда.
Еще WD в новых Ultrastar DC HC550 впервые использовала актуатор ― привод с магнитными головками (3и ступени доводки). Кроме основной катушки в основании привода на штанге с магнитными головками имеются ещё две точки поворота (доводки): миллиактуатор и микроактуатор. За счёт доводки позиционирования головок увеличивается точность записи, и растёт её плотность . И выходит, что для 18 ТБ плотность записи составляет 1022 Гбит/дюйм2, а для 20 ТБ ― 1160 Гбит/дюйм2 (дополнительный рост плотности обеспечивает «черепичная» технология SMR). 

Из последних новостей, на днях Western Digital представила новую архитектуру для жестких дисков с поддержкой флеш-памяти - OptiNAND. Благодаря использованию передовых технологий, включая трехступенчатый привод (TSA) и технологию HelioSeal, диски с новой архитектурой обеспечат емкость в 2,2 ТБ, расширяя возможности проверенной технологии ePMR. По заверению производителя: «новое технологическое решение обеспечивает емкость, производительность и надежность, необходимые для хранения огромных объемов данных сегодня и в будущем». Первые образцы HDD OptiNAND уже отправлены первым клиента для тестирования.
О каких либо скоростных данных в сообщениях не говорится.

Подытожим.
Рынок HDD находиться в рецессии. Кроме, сегмента корпоративного бизнеса (серверного). И многие предрекают жестким дискам скорый отход в историю. Но есть поводы для оптимизма, и вот какие:
1. Производители HDD могут надеятся на корпоративную нишу. Объемы информации растут с каждым годом, и её нужно где-то хранить. А ускоренный перевод документооборота в электронный вид лишь подстегнет к увеличению серверной ниши. 
2. Есть перспективные технологии, такие как Mach.2, HAMR и MAMR. И это только то что мы знаем. Если получится их доработать без существенного увеличения конечной цены, то это сильно упрочит позиции HDD на рынке.
3. Стоимость SSD еще высока, по сравнению с доступностью HDD. Поэтому гибридное использование (одновременно емкого HDD и малообъемного SSD) будет выгодно для конечного потребителя. Не стоит забывать, что цена на полупроводники растет в последнее время. И для большинства населения развивающихся стран, конечная цена это весомый фактор.
4. Феномен взлета криптовалюты Chia показал, что зарабатывать можно не только на видеокартах. Да, сейчас ажиотаж упал, но кто сказал что умельцы не придумают что-то похожее!? 

И того, устройство выпущенные еще в 1956 живее всех живых еще как минимум в первую треть 21 столетия. 
Напоминаем, у нас большой ассортимент HDD по выгодным ценам. Если нужно купить жесткий диск недорого, то кликай сюда

P.S. Вот такой интересный график можно втретить у Seagate:


Автор: Danila_CompX