硬盘开盘数据恢复面临新挑战，10TB氦气充填硬盘

uumen · 发表于 2015-3-16 11:38:23

硬盘数据恢复开盘面临新挑战，机械硬盘容量10TB，氦气充填硬盘，对于300 500开盘的我想说：我包硬盘和氦气你帮我开呗！

本月初希捷在日本宣布将在2019年之前推出20TB硬盘，面对跨度如此之大的上市时间，网友们半信半疑。卧榻之侧，岂容他人鼾睡！主场遭受挑衅的日立迅速予以回击，公布10TB硬盘更为靠谱的推出时间－－明年，并表示6TB硬盘已送测谷歌和Facebook，将率先在明年第二季度上市。

正当网友们还在“容量为先，还是性能为王”的硬盘世界中雾里看花，硬盘厂家早已剑拔弩张，你方战罢我登场，10TB硬盘怒吼反击，日立兵临城下。未见硬盘，我们先闻其声，一场我们看不到的硬盘大战一触即发。

日立这款10TB硬盘究竟是何方神圣？它的性能、尺寸大小、碟片数量，采用什么技术？ZOL编辑就此采访日立技术人员，得以揭开它的神秘面纱。而它的对手希捷如何接招反制，今天我们将就这些问题深入浅出进行探讨和分析。

2006年诞生垂直磁记录技术至今已有7年，期间硬盘容量增长8倍、性能增长4倍，遗憾的是它难以为继。为此希捷先人一步、一口气开发两种次世代的磁头技术，于是有前面推出20TB硬盘的豪言。

HGST公布10TB硬盘的推出时间

不甘居于人后的日立拍马杀到，另辟蹊径从“硬盘封闭、充填气体技术”着手，突破硬盘容量受“盘抖动”、固有每英寸轨道数（TPI）、以及轨道误读（TMR）的限制。

空气充填式硬盘结构

日立在密封式的盘体，充填“密度只有空气1/7”的惰性气体－－氦。较低密度的氦气减小作用在磁盘转轴上的阻力，使冲击磁盘、摆臂的流体流动力大幅减少，因此磁盘可以靠的更近，数据轨道也可以靠得更近。这就是氦气充填硬盘的由来。

编辑点评：独树一帜的氦气填充硬盘，突破传统硬盘的限制，轻松容纳5-7张碟片，能够提高盘片的存储密度，并且它的运行温度更低，噪音更小。比起硬盘的概念，我们更关心它的性能、尺寸大小、功耗。

7张碟片的奇葩硬盘，它比之3.5英寸硬盘，会不会更大更厚更重呢？相信不少网友会带有这样的疑问。就网友们最为关心的话题，日立（HGST）中国区高级工程师霍瑞一一给出了答案。

■10TB硬盘尺寸大小：

7碟装10TB硬盘的尺寸大小和主流3.5英寸硬盘差不多，氦气充填式技术进一步缩小磁盘之间的间隔距离。相同体积的3.5英寸盘体，氦气充填硬盘可以容纳多2张碟片或者增加40%更大容量。

日立10TB硬盘的重量堪比7K4000

■10TB硬盘重量：690克

氦气充填式5碟装硬盘的重量为690克，而7碟装/10TB硬盘同为690克，和目前日立7K4000 4TB硬盘的重量大体相当。

■10TB硬盘功耗：待机仅5.3瓦

红外热成像下的日立7K4000温度

日立将5碟装的氦气/空气充填式硬盘进行功耗对比，相关数据显示氦气充填硬盘节省23%的功耗。其中5碟装版本的待机功耗为6.9瓦，7碟装为5.3瓦。

■至关重要的性能

日立工程师表示氦气充填硬盘采用7200RPM马达和SATA3.0 6Gbps接口，早期版本的性能和单碟1TB硬盘持平，后期10TB版本的性能将随着接口、缓存升级而得到加强，同时他透露一款型号为7K5000的5TB硬盘存在。

我们从7碟装10TB硬盘，可算出它的单碟容量为1.42或者1.5TB，其存储密度对比单碟1TB盘片高出至少42%，加上它的碟盘、磁头受到的阻力更小，它的读写速度更为均匀、更快，剩下的悬念就是性能提高幅度大小。

日立7K4000硬盘的读写性能

编辑点评：氦气充填硬盘最大的特点容纳多两张的碟片，增加40%的容量。其次是磁盘和磁头的阻力减少，为提高碟片的存储密度创造条件，间接帮助硬盘扩大容量。

先发制人的希捷遭遇日立反戈一击，日立不是第一次这么做，2011年9月日立就抢在希捷之前上市单碟1TB硬盘，希捷自然不敢掉以轻心。那么希捷有什么手段进行反制呢？

说起硬盘巨鳄希捷，就连SSD厂商都惧它三分，它一年在硬盘技术方面投入的研发资金比其他硬盘厂商的总和还要多，这奠定它在硬盘技术的超前、领先。当然超前的结果，往往让人觉得遥不可及，比如希捷20TB硬盘。

就反制措施，希捷有一前一后两大杀招，其中叠瓦式SMR技术为过渡，最终将完全实现热辅助HAMR技术。它们无一例外全是最为核心的磁头技术。

■杀招一：叠瓦式磁记录(SMR）技术
希捷生产超过100万块SMR硬盘
特点：单碟1.25TB

单盘20TB容量蜕变揭秘硬盘性能大提速
叠瓦式磁记录技术（SMR）分析

作为新一代存储技术，叠瓦式磁记录技术使介质的结构发生了质的变化，通过重叠磁道－－类似于屋顶的层叠瓦片，重新调整了数据存储的方式，进而提高了磁道密度和单位面积存储密度。

作用：叠瓦式磁记录对于提升磁盘的存储密度（单碟存储的数据量）具有重要作用，能够提升高达25%的盘片存储密度。不过它对硬盘的性能提升更类似于补丁的作用，革新但不是革命。

■杀招二：热辅助磁记录（HAMR）技术
希捷20TB硬盘正是采用HAMR技术

希捷展示革新性的热辅助磁记录存储技术
热辅助磁记录（HAMR）技术

HAMR技术通过将激光光束精确地聚焦在数据将被写入的区域，加热介质，从而提升面密度和存储容量。受热时，介质更加易于写入数据，写入之后迅速冷却，从而稳固写入的数据。这种热辅助纪录技术可以显著提升写入的密度。

作用：HAMR技术与铁铂粒子组成的自排列磁阵列组合在一起，有望将磁记录的存储极限提高100倍，最终实现每平方英寸高达50Tb的存储密度。

编辑点评：如果将希捷比喻为一个足球俱乐部，它有两大“杀手级别”的前锋。它的两大前锋不能在对方球门前晃悠，而是要临门一脚，将球一蹴而就。那么希捷现在要做的是，将这些技术应用在硬盘实现量产。

硬盘一度在单碟1TB技术徘徊不前，在新一代硬盘即将来临之际，希捷先声夺人，日立后发制人。很有意思的是，它们的硬盘技术是对着发展的。下面笔者针对两家硬盘技术的不同特点，进行梳理对比：

■至关重要的磁头技术：
对比结果：希捷领先

磁头技术对硬盘的容量和性能影响最大，决定下一代硬盘的数年命运。目前主流的硬盘采用①垂直磁记录（PMR）技术，②叠瓦式磁记录（SMR）技术应用于少量硬盘，③热辅助磁记录（HAMR）技术则尚未有迹可循。

磁头技术优势：希捷和宇宙队“巴萨”同级

日立表示SMR和HAMR硬盘尚未量产，遗憾的是它的HAMR技术仍在实验室状态，进入实用量产阶段只是时间问题；希捷则已量产SMR硬盘，HAMR硬盘已有指向。在磁头技术上，希捷毫无疑问走在最前面。

■功不可没的气体充填技术：
对比结果：日立领先

气体充填技术：日立和“银河战舰”皇马同级

全封闭的硬盘是一项创举，日立将惰性气体“氦”充填在内更是前所未有，它带来的好处是显而易见的。伴随封闭的盘体、昂贵的氦气，日立新一代硬盘的制造成本不可小窥。无论如何，在硬盘封闭、气体填充技术上，日立遥遥领先。

全文总结：即将迎来井喷的希捷、日立新一代硬盘至此结案，希捷初期采用“空气充填式+叠瓦式磁记录（SMR）”技术，中后期则全面升级为“空气充填式+热辅助磁记录（HAMR）”技术。

日立早起应用“氦气充填式+垂直磁记录（PMR）”技术，后期则是前途未卜。简单概括：希捷前期不如日立迅猛，硬盘价格便宜，后期潜力巨大；日立前期锐不可挡，硬盘价格较贵，后期潜力减弱。

对于硬盘数据恢复开盘工程师，开盘难度之大，不单单在于磁头碟片数量之多。“氦”气填充将是硬盘开盘的关键，必须考虑到填充多少量的气体，盘体内压值大小，“氦”气泄露等安全问题（“氦”气属惰性气体，无色无味,但是一当在空气中泄露浓度过高，会对生命造成威胁）等等，氦气充填硬盘是新的技术亮点，也是硬盘数据恢复开盘的新挑战！