2023年实现30 TB硬盘出货！

最近几个月，希捷、东芝和西部数据这三家硬盘制造商以及他们的一些合作伙伴已经制定了在2023 ~ 2024年时间内发货30TB硬盘的计划。显然，所有这些公司都计划使用不同的技术来达到这一里程碑。

由于数据量的不断增加，对高容量近线硬盘的需求多年来一直在增加，而且还将持续下去。但是近线硬盘用户不仅想要大量的硬盘，还想要快速增加容量，以控制硬盘的数量（从而控制服务器的数量和数据中心的功耗）。但近年来，容量增长放缓，主要是因为能源辅助磁记录（EAMR）技术推出缓慢。

希捷：大胆地与HAMR合作

希捷公司一直设想，在垂直磁记录（PMR）、二维磁记录（TDMR）和叠瓦式磁记录等技术失效后，其热辅助磁记录（HAMR）技术将成为彻底改善单位密度的关键。

事实上，全球最大的独立硬盘盘片制造商Showa Denko K. K. （SDK）认为，未来HAMR将实现5-6 Tb/in2的区域记录密度。这将使带有8或9个盘片的3.5英寸硬盘能够存储70 TB - 80 TB的数据。希捷的竞争对手东芝（Toshiba）和西部数据（Western Digital）都认为，从长远来看，HAMR将是一种首选技术，但就目前和未来几年而言，能源辅助PMR（ePMR）和微波辅助磁记录（MAMR）技术有望取得不错的效果。

但是HAMR具有挑战性。基于HAMR的驱动器需要一个全新的右磁头，在记录数据之前用激光加热介质，以临时改变其磁感矫顽力。此外，需要TDMR读头来减轻可能的磁道间干扰（ITI）的影响。

同时，HAMR要求全新的盘片能够处理450°C或更高的局部热（使用波长为810 nm，功率为20 mW的激光器制造），而且不随时间变形。这些盘片使用玻璃基板和高各向异性薄膜磁层制成的铁铂合金，具有新的结构，以确保可靠性。相比之下，向各种MAMR的转变就不那么激进了。

希捷公司在2019 ~ 2020年推出了第一代基于哈姆拉HAMR的硬盘，当时它向部分客户和Lyve存储系统发布了驱动器。这些驱动器提供了高达20TB的容量，在当时处于领先水平，但出于某种原因，希捷决定不向更多的用户提供这些HAMR产品。

该公司推出的是具有传统（非叠瓦式）磁记录（CMR）的20TB驱动器和具有SMR的22TB SKU。在接下来的几个月里，22TB硬盘也计划在今年推出，它由许多盘片、磁头创新、TDMR和其他新产品组合而成。

希捷还在开发第二代HAMR硬盘，容量将超过30TB。但该公司并未透露这些硬盘何时上市。据我们所知，去年希捷与SDK签订了一项协议，以确保HAMR盘头的第二个来源；因此，我们希望该公司最终能让基于HAMR的产品更广泛地使用，这是迟早的事。事实上，希捷的公开路线图表明2023年将推出30 TB的硬盘。

今年4月，希捷首席执行官David Mosley表示:“希捷在大容量技术和强大的产品组合方面的领先地位，使我们能够从目前交付的20TB+驱动器到正在开发的30TB+HAMR产品，抓住这些机会。”

东芝：押注MAMR

东芝在2021年在其18TB HDD中采用了磁通控制微波辅助磁记录（FC-MAMR）技术，并宣布计划在2022财年（截至2023年3月31日）为其~26TB驱动器使用微波辅助开关磁记录（MAS-MAMR）技术。最终，该公司打算在2023财年（2023年4月1日- 2024年4月1日）期间使用11个盘片的MAS-MAMR驱动器实现30TB硬盘。

昭和电机专门为东芝开发了FC-MAMR和MAS-MAMR技术优化的特殊盘片，而TDK则为该公司设计了合适的写磁头。总之，东芝拥有在未来几年保持其硬盘驱动器发展所需的一切。

在较长期的未来，或许在2024财年（2024年4月1日- 2025年4月1日），东芝正在考虑采用HAMR，但在近期，该公司将坚持使用各种类型的MAMR，至少根据该公司在2022年2月提出的路线图来看是如此。

西部数据：ePMR, EAMR, HAMR

在这三家硬盘制造商中，西部数据的硬盘路线图或许是最复杂的。早在2017年，该公司就展示了MAMR的优势，并承诺将在2019年推出首批采用该技术的驱动器。转换到MAMR比转换到HAMR要容易得多，因为它虽然需要新的写和读头，但不需要完全新的媒介。但MAMR带来的面积密度优势明显低于HAMR。尽管如此，东芝和西部数据决定采用这项技术的主要原因之一是一个相对简单的过渡。

但在开发MAMR时，西部数据发现了“多种能量辅助技术”，可以暂时降低记录介质的矫顽力，而无需使用自旋扭矩振荡器，这是MAMR所需的一项关键且相对复杂的技术。该公司统称这些技术为EAMR。

因此，西部数据于2019年9月推出了Ultrastar DC hc500系列18TB硬盘，该硬盘使用了西部数据公司此前未公布的能源辅助PMR (ePMR)技术。ePMR允许区域记录密度增加到超过1.1 Tb/inch2，这也被认为是常规PMR可达到的最大密度。对于冷存储应用，推出了Ultrastar DC hc600系列20TB驱动器，该驱动器结合了能量辅助记录和瓦片记录，增加了约10%的容量。

为了实现9个CMR盘片的20TB容量（希捷的20TB驱动器使用10个盘片），西部数据必须引入OptiNAND技术。然后使用CMR达到22TB，它向包中添加了另一个盘片，可能需要对内部进行重大的修改，并使用新的(更薄的)盘片。在投资者日期间，西部数据强调其22TB和26TB硬盘继续使用铝(AlMg)盘片，尽管该公司拒绝对使用的磁性薄膜发表评论。

与此同时，为了向百亿亿次级客户提供一种相当独特的26TB硬盘，西部数据公司还采用了所谓的UltraSMR技术，该技术承诺将为CMR盘片增加约20%的容量（在这种情况下是22TB硬盘）。为了使UltraSMR成为可能，西部数据公司不仅要增加叠加频带的数量，减少CMR频带（传统的垂直磁记录频带）的数量，而且要采用其所有领先的HDD技术。这包括带有二维（TDMR）读头、ePMR写头的三级驱动器，OptiNAND技术，以及带有大块编码的专有错误纠正码（ECC）技术，以确保增加的相邻轨道干扰(ATI)不会损害数据完整性。在未来的几年里，这种复杂的ECC能力可能会被证明对SMR和CMR硬盘至关重要。

西部数据即将推出的22TB CMR HDD继续依赖ePMR技术，而其后续产品将使用ePMR 2技术，该技术允许面积密度超过1.3 TB / inch2（或约为ePMR的18%）。我们没有ePMR 2的进一步技术细节信息，但西部数据公司表示，它最终将启用30TB+ CMR HDD。

通过ePMR 2技术，西部数据公司理论上可以将目前2TB磁盘的容量增加约18%，达到2.36 TB。这将使西部数据明年每个驱动器的容量达到24 ~ 25 TB，这取决于它可以实现的实际面积密度和它愿意安装的盘片数量。在UltraSMR的基础上，西部数据将能够增加20%的容量，并可能在明年正式推出30TB UltraSMR硬盘。在这一点上，唯一真正的问题是这些驱动器何时开始批量发货，请记住，西部数据的客户将需要完全合格。

另一方面，ePMR 2将以多快的速度使CMR驱动器达到30 TB，这将取决于ePMR 2的发展速度。但我们有充分的理由相信，通过ePMR 2和UltraSMR，西部数据公司将能够在明年的某个时候突破30 TB的里程碑。

昭和电工：2023年推出30 TB硬盘

与此同时，昭和电工也对明年将推出30 TB硬盘充满信心。早在5月份，昭和电工正式推出了其2.60 TB盘片，将用于今年发布的26 TB硬盘。该公司表示，下一代媒体将在明年实现30TB +近线驱动器。

昭和电工在一份声明中写道:“我们将进一步加快新型硬盘介质的开发，并致力于在2023年底实现存储容量超过30 TB的近线硬盘。”

昭和电工的最新技术成果是用于3.5英寸硬盘的2.6 TB盘片。这些盘片使用超薄AlMg基板以及SDK专有的磁性层，该磁性层具有“磁性物质的细晶体”，允许非常高的区域记录密度。在这个时间点上，这是一个重大的成就，因为生产极其平坦（这对于高各向异性磁性层至关重要）、刚性且加热时不变形的超薄铝基板并非易事。同时，需要EAMR技术来写入这些盘片，要实现其所需的2.6 TB盘片容量，还需要SMR。反过来，这些盘片中的10个将用于构建第一批SMR 26 TB HDD。

在新的磁层和AlMg基板之上，新的盘片还包含了SDK的另一项创新——一项提高了高清媒体表面重写周期持久性的技术，这对于EAMR方法的使用很重要。

昭和电工没有透露哪个客户计划使用2.6 TB的盘片，但我们知道SDK为所有三家硬盘制造商提供介质。到目前为止，唯一一家宣布推出10盘26 TB硬盘的公司是西部数据。此外，西部数据也是唯一一家将其技术称为EAMR的公司，而其竞争对手使用的术语为HAMR（希捷）和FC/MAS-MAMR（东芝）。

这让我们有几个理由相信SDK的最新盘片被西部数据用于其新的26TB Ultrastar DC HC670 UltraSMR HDD，尽管在这一点上还没有得到证实。此外，由于东芝和希捷都在使用SMR，这两家公司可能会提出自己的类似UltraSMR的技术，用于他们自己的26TB硬盘——尤其是两家公司已经拥有10盘片硬盘平台的情况下。

至于SDK在2023年末设想的30TB HDD，最大的问题是HDD制造商将采用什么方法来进一步扩大硬盘容量。与往常一样，这两种选择归结为增加盘片数量或提高每个盘片的容量。这两种方法都已经使用过，而且还将继续使用，但是由于SDK已经宣布了下一代磁盘的一些功能，很明显，它希望增加它们的单位密度。

如果SDK能够将每个盘片容量提高16% - 20%（西部数据在ePMR 2中承诺的这一增长），那么它的合作伙伴将能够使用10个盘片构建30 TB以上的硬盘。另一方面，如果SDK在每个盘片上只增加10%的容量，那么构建一个30 TB以上的驱动器将需要在3.5英寸的HDD中塞入11个盘片。对于SDK和硬盘制造商来说磁盘必须变得更薄，这是一个特别具有挑战性的问题。

总结

虽然由于EAMR方法的采用缓慢，硬盘驱动器的发展相对缓慢，但看起来硬盘制造商终于准备好更积极地使用EAMR和带状记录。至少，三家硬盘制造商都在讨论30TB+的产品，为了实现这一里程碑，他们将不得不使用能源辅助记录方法。

现在看来，西部数据已经有了一个技术组合，可以在明年之前制造出30 TB的硬盘。昭和电工也对其下一代盘片充满信心，这将使其合作伙伴在2023年底达到30 TB。

希捷的路线图显示2023年将推出30 TB+ HAMR驱动器，但该公司尚未公布该产品除了HAMR还将使用哪些技术。东芝的公开路线图还表明，11盘30 TB MAS-MAR HDD将在2023 ~ 2024年上市，这表明他们相当有信心。

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