Keçən may ayında Western Digital sənayedə mövcud olan ən yüksək tutumlu disk olan 26 TB sərt diskini təqdim etdi. O, bulud miqyaslı müştərilərə bu günün kütləvi məlumat saxlama ehtiyacları üçün tələb olunan nəhəng imkanlara nail olmağa imkan verir. Saxlama liderinin davamlı tutum artımı çoxsaylı texnoloji yenilikləri inteqrasiya etməklə mümkün olur. Belə kompilyasiyalardan biri UltraSMR-dir ki, bu da 26 TB sərt diskin məhsuldar olmasına kömək etmişdir.
UltraSMR, Şingled Magnetic Recording (SMR) Adi Maqnetik Qeydə (CMR) nisbətən təmin etdiyi tutum üstünlüyünü əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirmək üçün xüsusi proqram təminatı və alqoritmlərlə aparat, nəzarətçi və oxu kanalı texnologiyalarını birləşdirir.
Birlikdə, bu texnologiyalar SMR sürücüsünün tutumunu əlavə olaraq 10% artırır və ənənəvi CMR sürücüsünə nisbətən 20% qazanc əldə etməyə imkan verir.
Lakin bu kimi sənaye mərhələlərinə çatmaq bir gecədə baş vermir. UltraSMR-ə səyahət ardıcıl yeniliklər daxil edildiyi üçün çox mərhələli, çoxillik bir proses idi.
Əvvəlcə SMR var idi
Western Digital-də HDD CTO innovasiyaları və İP direktoru Çad Mitçel hər biri çoxlu sayda patentə sahib olan, bir neçəsi üç rəqəmli olan məşhur mühəndislər qrupuna rəhbərlik edir. Mühəndislərin əksəriyyəti UltraSMR-in son on ildə istehsal olunduğu Rochester, Minn.-də yerləşir. Mitchell'in komandası, 0 və 1 məlumatların oxunması və yazılmasını kodlaşdırmaq, deşifrə etmək və çevirmək qabiliyyəti daxil olmaqla, çipdə (SOC) hər bir nəsil HDD sisteminin xüsusiyyətlərini tərtib edir.
"Bu, 2013-cü ildə Western Digital-in dünyanın ilk 14 TB HDD-də təqdim edilən ilk SMR versiyası ilə başladı" dedi Mitchell. "Ardıcıl olaraq, bugünkü UltraSMR-ə çatan texnologiyaları əlavə etdik."
SMR, damdakı şingles kimi, disk üzərində izləri ört-basdır edir ki, daha çox trek və məlumat eyni məkana sıxışdırılsın, daha yüksək sıxlıq və təsirli tutum artımı təmin edilsin.
TechRepublic-ə verdiyi müsahibədə Western Digital-də HDD məhsullarının idarə edilməsi üzrə SVP Ravi Pendekanti, "Əgər siz damınızın hər tərəfinə şingles qoyursanız və onlar yalnız bir-birinə bitişikdirsə, yalnız bu qədər şingli taxa bilərsiniz" dedi. Şinglləri bir az üst-üstə düşürsəniz, eyni tutumda və ya eyni ərazidə daha çox şingli əlavə edə bilərsiniz. SMR əslində budur."
Lakin trekləri ayırmadan, digər trekləri pozmadan məlumatları oxumağın və yazmağın yeganə yolu bunu ardıcıllıqla etməkdir. Buna görə də SMR disklərində məlumatlar dərhal sürücüyə yazılmır, keş yaddaşa, sonra isə ayrı-ayrı sektorlar əvəzinə bütün trekin oxunduğu böyük bir vahid kimi mediaya yazılır.
SMR daha böyük ərazilərdə kodlamağa imkan verir, çünki məlumatlar yazılmamışdan əvvəl birləşdirilir və bununla da tullantıları minimuma endirir və mexaniki səmərəliliyi artırır. Müəssisədən istifadə halları üçün bu tip məlumatların işlənməsini yerinə yetirmək üçün bəzi ilkin proqram dəyişiklikləri tələb olunur, lakin birdəfəlik investisiya tutumun səmərəliliyi baxımından böyük, davamlı faydalar gətirir.
UltraSMR: İrəli nəhəng bir sıçrayış
Sərt diskin imkanları artdıqca, səhvlərin düzəldilməsi problemi də artdı. Daha çox bit eyni forma faktoru bloklarına sıxıldıqca, artan sektor ölçüsünün daha mürəkkəb səhvlərin düzəldilməsi alqoritmləri və prosesləri üçün imkan verəcəyi aydın oldu.
"SMR-dən əvvəl CMR böyük bloklarda səhv düzəliş edə bilməzdi, çünki təsadüfi performansı aşağı salmadan böyük ərazilər üzərində kodlaşdırma imkanı yox idi, lakin SMR fərqlidir" dedi Western Digital-in HDD Biznesində görkəmli mühəndis Rik Qalbrayt.
UltraSMR keçmişlə müqayisədə daha böyük bir ərazidə kodlaşdırmaya imkan verir və onun bir vaxtlar maneə kimi görünən ardıcıl təbiəti indi məlumatların intellektual idarə olunması üçün yeni imkanlar təqdim edir.
Səhvləri düzəltmək üçün mühəndislik qrupu kod sözləri yaratmaq üçün məlumat bloklarını ehtiyat məlumatları ilə birləşdirir. Kod sözünün ölçüsü nə qədər böyükdürsə, səhv düzəliş kodu bir o qədər mükəmməl ola bilər. Bütün treki əhatə edən qismən ehtiyatla bu, eyni zamanda daha güclü və səmərəli ola bilən səhvlərin düzəldilməsi alqoritmləri üçün yeni bir dünyadır.
Bundan əlavə, UltraSMR tərəfindən təmin edilən daha böyük məkan sahəsi hər hansı qüsurları sulandırmaq üçün sərt diski daha geniş əraziyə paylayaraq onun siqnal-küy nisbətini bərabərləşdirməyə kömək edir.
"[UltraSMR] üstünlüyü oxunuşda siqnalın işlənməsi ilə bağlıdır" dedi Mitchell. "Əvvəllər edə bilmədiyiniz səhvləri tez həll edin."
İmkan verənlər
UltraSMR yalnız bir texnologiyaya aid deyil. Bu, müvafiq komandalara əlamətdar potensiala çatmağa imkan verən aparat, proqram təminatı və proqram təminatının inkişafının yığılmasıdır. Bu texnologiyalara ikiölçülü maqnit qeydi (TDMR), soft-track xəta korreksiyası kodu (sTECC), Paylanmış Sektor (DSEC) və OptiNAND™ daxildir, bunların hamısı birlikdə işləmək üçün qurulmuşdur.
İkiölçülü maqnit qeydi (TDMR) media səthində asılmış hər qolda ikinci oxuyucunun əlavə edilməsinə aiddir. Bu, siqnalın səs-küy nisbətini (SNR) yaxşılaşdırmağa kömək edir və istədiyiniz trekdəki məlumatları bitişik treklərdə yazılanlarla qarışdırmağın qarşısını alır.
Galbraith izah edir: "TDMR bir göz və iki göz arasında fərqdir". "TDMR dərinliyi qavramağa və baxılanları daha yaxşı mühakimə etməyə imkan verir və oxunan siqnalın elektrik səs-küy komponentlərini azaldır."
Təbiətdə hiss orqanları ikiqat artdıqda insanlar ətraf mühit haqqında daha çox məlumat əldə edə bilirlər. Bir göz deyil, iki göz dərinliyi qavramağa imkan verir. Bir yox, iki qulaq, yırtıcının hansı istiqamətdə gizləndiyini müəyyən etməyə kömək edir.
Siqnalın işlənməsi zamanı TDMR nəzarətçiyə və proqram təminatına oxuduğu siqnalları birləşdirərək yoldan kənar səs-küyü süzgəcdən keçirməyə və yollararası müdaxiləni daha yaxşı ləğv etməyə imkan verir.
Daha ağıllı alqoritmlər
UltraSMR-in irəliləyişlərinin çoxu əsaslı səhvlərin düzəldilməsi alqoritmləri və prosesləri ilə təmin edilir.
"Səhv düzəltmə kodu olmadan heç bir şey qura bilməzsiniz" dedi Galbraith. “Biz kod sözləri yaratmaq üçün artıqlıq əlavə edirik. Kod söz, səhvləri aşkarlaya və düzəldə bilən bir növ paritet artıqlığı ilə birləşən məlumat blokunun birləşməsidir "dedi. Bu kod sözlərinin necə qurulduğu və deşifrə edildiyi davamlı innovasiya meydançasıdır.
Soft-track xəta korreksiyası kodu (sTECC) Western Digital-a 20TB SMR məhsulunu 2020-ci ildə debüt etməyə imkan verən kodlaşdırma mexanizmidir. O, məlumatların bütövlüyünü yoxlamaq üçün az miqdarda daşınmaz əmlakdan istifadə edərək, xətlər daxilində xəta korreksiyası pariteti əlavə edir.
sTECC ilə UltraSMR oxu kanalının məlumatların 100% doğru olub-olmadığını təhlil edə biləcəyi korrelyasiya sxemi əlavə etməklə paritet təqdim edir. Galbraith bunu "tapmacaları birləşdirən məlumatdan istifadə edərək ayrı-ayrı bulmacalar toplusunu həll etməkdən faydalanmaq" kimi təsvir edir.
Böyük blok kodlaşdırmasının bu qabaqcıl səhv korreksiyası alqoritmi ilə birləşməsi, nəticədə mühəndislərə hər düym üçün izi (TPI) artırmağa və daha yüksək tutumlar təqdim etməyə imkan verir.
Daha çox kodlaşdırma yeniliyi
Galbraith izah edir: "Məntiqi sektorlar fiziki olaraq bir çox fiziki sektorlara bölünür". “Fiziki qüsurlar da məntiqi olaraq bir çox məntiqi sektorlara paylanır. Hər iki xüsusiyyət məntiqi sektorların daha düzəldilə bilən olmasına imkan verir.”
Əslində, məlumat bütün trek üzrə yayılırsa, hər hansı bir səhv də daha kiçik hissələrə yayılır. Nəticədə, məlumatlar tamamilə itirilmək əvəzinə daha asan əldə edilə bilər.
“Paylanılmış sektorun ən yaxşı cəhəti ondan ibarətdir ki, bu, daha az ödənişlidir; bu, sıfır yük tələb edir" dedi Galbraith. "Heç bir şeyə heç bir əlavə əlavə etmədiyiniz və 100% səmərəli olmasından yaxşı qazanc əldə edirsiniz."
HDD və Flash arasında yenilik
UltraSMR tapmacasının son hissəsi sürücüyə quraşdırılmış flash ilə HDD-ləri təkmilləşdirən texnologiya olan OptiNAND-ın tətbiqi idi.
Texnologiya Western Digital üçün unikaldır, onun HDD və SSD mühəndislik qrupları arasında istehsalı və şaquli inteqrasiyası ilə həyata keçirilir. Onun ixtiraçıları, o cümlədən Western Digital-ın görkəmli mühəndisi David Hall, Western Digital-in SanDisk-i əldə etməsindən əvvəl hələ 2015-ci ildə NAND-dan istifadənin yeni yolları haqqında düşünməyə başladılar.
OptiNAND metadatanı fırlanan mediada deyil, uçucu olmayan flaşda saxlamaqla sərt diskin tutumunu və performansını yaxşılaşdırır.
Layihələrlə başlasanız, ev tikmək asan olduğu kimi, OptiNAND diskdə saxlanan məlumatların etibarlılığını artırmaq üçün qeyri-sərt yaddaşdan istifadə edir. Cütləşdirmə, performansı artırmaq üçün DRAM və ya NOR flashdan daha çox önbelleği saxlaya bilən yaddaş seçimindən istifadə edərkən yazma izlərini daraltmağa imkan verir.
Ən Yaxşı Performans Rəhbərlik üçün
Zamanla bu texnologiyaların inteqrasiyası UltraSMR-nin məhsuldar olmasına və həm CMR, həm də SMR üzərində əhəmiyyətli tutum qazanmasına səbəb oldu.
Əgər SMR çınqıllı damdırsa, UltraSMR daha yaxşı toxunuşlu samanlı damdır və onu daha möhkəm edir və külək fırtınasına dözə bilir.
"Bu, komanda işidir" dedi Mitchell. “Yeniliyin orijinal ideyası onu reallaşdıran transformasiyadan keçir. Səyahət zamanı yeni funksiyaları mövcud müştəri koduna yazmaq və inteqrasiya etmək üçün müxtəlif ixtisaslara malik dünya səviyyəli mühəndislərdən ibarət böyük bir qrupa ehtiyac var.”
Aparat, servo mexaniki, istehsal və proqram təminatı komandaları arasında əməkdaşlıq UltraSMR-in debütünə töhfə verdi. Firmware mühəndisləri yeni innovasiyaları koda inteqrasiya etmək və onların hamısının birlikdə işləməsini təmin etmək üçün cəlb edildi.
“Son 10 il ərzində innovasiyaları diqqətlə və mərhələli şəkildə birləşdirmək Western Digital-ə yüksək keyfiyyət standartımızı qoruyan HDD-lər təqdim etməyə davam etməyə imkan verdi. Bunu həyata keçirən mühəndislər komandası sənayemizin ən yaxşılarındandır və onların innovativ düşüncəsi və bütün şirkət üzrə qlobal əməkdaşlığı onların hamısının bir sistemdə birlikdə işləməsi üçün baş verməli idi” dedi Mitchell.
Bu cür komanda işi ilə şirkət tutumda sıçrayışlar edən sərhədləri aşmağa davam edərək 50TB yolundadır. Söhbət artan addımlardan, müxtəlif texnologiyaların təsirli şəkildə necə birləşdiyini anlamaqdan və HDD-lərin gələcəyi üçün aydın yol xəritəsinin olmasından gedir.
