Klasické pevné disky: Stále relevantní v digitální éře
Pevné disky se podobají tiskárnám: Jedná se o tak zavedenou a známou technologii, že se v ní na první pohled neobjevují žádné zásadní novinky. Navíc, nežijeme snad v éře NVMe a SATA SSD disků?
Mechanické disky: Stále významný obchodní segment
Ačkoli je pravda, že většina spotřebitelů přesedlala na SSD, datová centra stále vyžadují pevné disky s ohromnou kapacitou. Proto společnost Western Digital (WD) přišla s novými podnikovými disky, které využívají technologii „ePMR“, neboli energeticky asistovaný kolmý magnetický záznam. Pro zjednodušení budeme používat zkratku EAMR, tedy magnetický záznam s energetickou podporou.
Již v červenci 2020 společnost Western Digital představila nové disky, včetně modelů 16 a 18 TB Gold Enterprise a disku Ultrastar EAMR s neuvěřitelnou kapacitou 20 TB, který by měl být brzy dostupný.
Jedná se o obrovské úložiště a tak velká kapacita na jednom disku je velmi lákavá. Bohužel, žádné z těchto 3,5palcových monster si v dohledné době do svého domácího počítače nejspíš nenainstalujete. Prozatím je tato technologie určena pro firemní sféru.
Nicméně, pro nadšence do počítačů stojí tato technologie za bližší prozkoumání.
Co je cílem výrobců pevných disků
Každá počítačová komponenta má aspekty, které se inženýři snaží vylepšit. U procesorů je to obvykle zmenšování velikosti a zvyšování taktovací frekvence. U pevných disků se ale zaměřujeme na zhuštění většího počtu bitů na stejnou plochu plotny.
Na obrázku je zobrazen talíř pevného disku s čtecí/zápisovou hlavou.
Pevné disky se skládají z mnoha částí, ale dvě hlavní jsou disky (neboli plotny), na kterých jsou uložena data, a hlava, která data čte a zapisuje.
Jak se dá předpokládat, pevné disky ukládají data v binární podobě. Zápisová hlava se pohybuje po rotující plotně a pomocí magnetického pole zapisuje data do vzoru, který odpovídá nulám a jedničkám.
Lidé často přirovnávají pevný disk k gramofonové desce. Deska obsahuje zvuk a jehla se pohybuje po určitém místě, aby jej přečetla. Na LP můžete dokonce spočítat drážky, abyste umístili jehlu na správnou skladbu. Data na pevném disku jsou ovšem tak malá, že nemůžete ručně posunout hlavu na konkrétní pozici, proto je nutné spolehnout se na počítač.
Na rozdíl od gramofonové desky, hlava data nejen čte, ale i zapisuje. Problém je v tom, že zapisování dat u disků, které nepoužívají technologii EAMR, není tak přesné. To znamená, že bity nemohou být umístěny tak blízko sebe.
EAMR se snaží tento problém vyřešit tím, že umožňuje zapisovat bity na plotnu s mnohem menšími rozestupy. Disky WD používají během zápisu elektrický proud k napájení hlavního pólu zápisové hlavy. Tím se vytváří další magnetické pole, které pomáhá dosáhnout konzistentnějšího zápisu. To zároveň umožňuje přesnější zápis dat na disk.
Když se data zapisují přesněji, je možné uložit více bitů na palec (BPI) na stejnou plochu. Proto je EAMR velkým pokrokem pro pevné disky: přesnější zapisování znamená, že na plotnu se vejde více dat, čímž se zvyšuje její plošná hustota.
EAMR ovšem není jediným vylepšením; je to jedna z několika technologií, které společně pomáhají zvýšit kapacitu pevných disků. Dalším významným pokrokem u nových disků WD Gold je trojitý akční člen (TSA). Toto mechanické řešení zajišťuje přesnější umístění hlavy nad plotnu. Opět, přesnější zápis pomáhá zvýšit kapacitu úložiště na plotně o stejné velikosti.
V průběhu let výrobci disků udělali další pokroky směrem ke zvýšení kapacity. V jedné fázi vyráběli tenčí plotny, aby se do jednotky o stejné velikosti vešlo více disků.
Když už to dál nešlo, společnosti jako WD přišly s řešením v podobě pouzder naplněných heliem pro plotny. Tím se snížilo vnitřní tření a produkce tepla, a pohon se tak stal energeticky efektivnější.
To vše znamenalo, že se do jedné jednotky vešlo více ploten. Společnost WD zlepšila i tento proces ze sedmi ploten v roce 2013 na devět, které se používají dnes.
I když jde o významné pokroky, EAMR spolupracuje s dalšími technologiemi na dosažení disků s ještě vyšší kapacitou.
Zatím pouze pro firemní sféru
I když jsou pevné disky s obrovskou kapacitou lákavou vyhlídkou pro domácí počítače, v současnosti jsou pro běžné spotřebitele nedostupné. To se ale může v budoucnu změnit. Jednotky naplněné heliem byly zpočátku také funkcí vyhrazenou pro podniky, ale do spotřebitelského segmentu se dostaly o zhruba tři roky později. Dnes je najdete na discích s kapacitou 12 TB nebo vyšší, například u některých externích pevných disků WD.
Zeptali jsme se společnosti WD na vyhlídky, zda se jednoho dne dočkáme EAMR a TSA i u pevných disků pro spotřebitele, a dostali jsme následující odpověď:
„Ačkoli nesdělujeme plány do budoucna, neustále vyhodnocujeme potřeby zákazníků v oblasti kapacity a uvědomujeme si, že požadavky na ukládání dat rostou v mnoha segmentech trhu, včetně spotřebitelů.“
I bez toho, aby se musely využívat NAS disky, mají stolní počítače na svých pevných discích už docela dobrou kapacitu. Ještě před několika lety byly 1 nebo 2 TB disky velký pokrok; nyní si můžete pro domácí počítače pořídit disky s kapacitou 6 nebo 8 TB. Když k tomu připočtete i více NVMe a SSD disků, můžete do jedné skříně počítače nacpat docela velké množství úložiště.
Přesto je představa 16 TB a více na jednom disku velmi atraktivní. Zdá se, že i přes ohromující výkon NVMe a SATA SSD, pevné disky mají ještě stále před sebou budoucnost.