生成式AI的爆炸式發展讓以往容易被忽略的存儲問題站在了前臺——相比于龐大的算力需求,存儲需求大有超越之勢,甚至被稱作AI時代的大基建——人工智能通過學習大量的數據,來實現自動生成各種內容,如文本、圖像、音頻、視頻等,而其產生的數據量是幾何規模的爆炸式增長,所以,提高存儲容量是最為迫切的事情。希捷作為全球存儲領域的領導者,對數據存儲是最有發言權的。早在2013年SMR大行其道之時,希捷就已經將目光投向了更為先進的存儲技術——HAMR,而今天銀河Exos M 30TB硬盤的出現,就是基于HAMR這個前沿技術的具體成果。
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單碟破3TB!魔彩盒的奧秘
HAMR即熱輔助磁記錄技術,通過像激光燈一樣加熱磁頭來實現更大單碟磁密度,這和SMR疊瓦式技術有著本質區別。希捷將包含HAMR在內的技術集成命名為魔彩盒技術平臺,以實現磁存儲介質的更高密度、更強的可擴展性和更低的總體擁有成本。
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魔彩盒技術平臺不僅僅只有HAMR技術,它匯聚了一系列突破性的存儲技術,將材料和記錄技術融匯實現全面的創新,目前磁盤的單碟密度已經達到了3TB的水準,根據希捷的技術發展藍圖來看,未來還要實現單碟4TB甚至5TB以上的存儲密度,這將進一步推動磁介質存儲技術的發展和應用。
希捷魔彩盒的四大核心技術
希捷魔彩盒平臺是熱輔助磁記錄(HAMR)技術的集大成者,比如讓單碟容量輕松突破3TB大關,并為未來40TB、50TB甚至更高容量硬盤鋪平道路。這不僅僅是一次容量升級,更是存儲行業的一次革命性飛躍。
鐵-鉑超晶格介質:讓數據位“小而穩”的秘密
要實現更高的存儲密度,就必須把每個數據位做得更小。但物理學告訴我們:顆粒越小,越容易受熱擾動而翻轉,導致數據丟失。傳統介質材料已經走到極限。希捷的解決方案是采用全新的鐵-鉑超晶格結構。這種層層疊疊的原子級合金大幅提升了介質的磁矯頑力,讓極小的磁顆粒也能牢牢鎖住數據。即使在高溫環境下,也能保持極高的穩定性。這項技術讓硬盤敢于使用更小的顆粒,實現前所未有的面密度,同時數據可靠性絲毫不打折扣。
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等離子寫入器:納米級“熱筆”精準落墨
新介質雖然穩,但也變得“更硬”,普通磁頭已經無法寫入數據。這時候就需要HAMR的核心武器——等離子寫入器登場。它內置一個納米光子激光器,發出光脈沖后,通過光子漏斗和量子天線,將能量聚焦成直徑僅35納米的微小光斑。介質局部瞬間被加熱到400℃以上,磁性暫時降低,磁頭輕松完成寫入;不到2納秒,溫度又迅速降回常溫,避免影響周邊數據。這種“瞬熱瞬冷”的精準操作,不僅解決了高密度寫入難題,還巧妙控制了散熱,讓硬盤長時間高負荷運行也游刃有余。
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第7代自旋電子讀取器:捕捉最微弱的磁信號
寫入再小的數據,如果讀不出來就毫無意義。隨著顆粒縮小,磁信號變得越來越微弱,傳統讀取頭已經力不從心。魔彩盒搭載了全球最小、最靈敏的第7代自旋電子讀取器。它采用先進的量子技術,能精準感知納米級磁場變化,即使在超高密度軌道上,也能快速、準確地將數據讀出。這項技術與寫入器高度集成,確保了整個讀寫鏈路的完美平衡。
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12nm集成控制器:整個系統的“大腦”
要讓以上所有尖端部件和諧共舞,需要一個強大而高效的指揮中心。希捷為此量身打造了12nm制程的專用片上系統(SoC)控制器。相比上一代,它性能提升了3倍,能更快處理數據、更精確控制磁頭定位,還優化了功耗和安全性。正是這個“小芯片”,讓魔彩盒的全部潛力得以充分發揮。
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正是這四大技術的完美協同,讓魔彩盒不僅容量暴增,每TB功耗降低60%(從10TB的Exos X10升級到30TB的Exos M硬盤)、碳排放減少55%,還保持了企業級硬盤一貫的可靠與耐用。
單盤30TB初體驗
打開Diskinfo可以看到希捷銀河Exos M 30TB硬盤的基本信息,型號為ST30000NM004K,標稱容量達到了30000GB(1000進制),其采用標準SATA接口,為低成本部署超大容量存儲提供更多便利。
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希捷銀河Exos M 30TB采用SATA接口
當然了,SATA硬盤的S.M.A.R.T信息監控、NCQ原生隊列等技術要素一應俱全,注意Streaming,這是專為連續大塊數據流設計的擴展命令集,屬于 ATA-8/ACS 標準中的可選特性,它允許主機(操作系統或軟件)指定每個流操作的實時性能要求,尤其是針對視頻流需求大有裨益。
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Diskinfo磁盤信息
磁盤管理界面下顯示它的容量為2739.98GB,這是因為系統是以1024進制計算的結果。
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磁盤管理
使用NTFS格式化后,可用空間為27.2TB——此為NTFS文件系統元數據開銷占據了一部分空間,使用XFS格式化是27.93TB、ext4則是27.84TB(日志 + inode 表預留占用)、Btrfs則是27.80TB(元數據 + 子卷預留占用),ZFS(單盤)則是27.75TB(取決于 ashift、recordsize 等),所以不同格式下都有不等的磁盤占用。
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格式化容量
基礎讀寫性能,在DiskMark下,順序讀速度達到了293.54MB/s、順序寫入速度也達到了279.89MB/s,這已經是當下機械硬盤的速度極限了。
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DiskMark測試
換用TxBench測試,希捷銀河Exos M 30TB硬盤的讀取速度達到了256.525MB/s、寫入速度則是291.513MB/s——不同軟件的讀寫算法不同,結果也會略有差異。
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TxBench測試
Atto Benchmark下,寫入速度最高可以達到275MB/s左右、讀取速度則可以穩定在275MB/s~278MB/s的水平。
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Atto Benchmark測試
HD Tune Pro軟件中,基準測試讀取速度平均為209.8MB/s,外圈最高速度突破了288.3MB/s,內圈速度也達到了116.6MB/s;
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HD Tune Pro基準測試讀取
基準測試寫入平均速度為215.5MB/s,外圈最高可以達到289.8MB/s,內圈寫入速度也有126.7MB/s,另外注意響應時間僅為5.24ms;
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HD Tune Pro基準測試寫入
HD Tune Pro隨機讀取測試中,希捷銀河Exos M 30TB硬盤表現良好;
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HD Tune Pro隨機存取讀取測試
值得注意HD Tune Pro隨機存取寫入測試,希捷銀河Exos M 30TB硬盤的4K隨機寫入可以達到3.6MB/s;
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HD Tune Pro隨機存取寫入測試
HD Tune Pro附加測試讀取中,希捷銀河Exos M 30TB外圈順序讀取速度為251MB/s、中圈順序讀取速度231MB/s、內圈順序讀取速度117MB/s;
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HD Tune Pro附加測試讀取
HD Tune Pro附加測試寫入,希捷銀河Exos M 30TB外圈順序寫入速度為251MB/s、中圈順序寫入速度231MB/s、內圈順序寫入速度118MB/s;
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HD Tune Pro附加測試寫入
最后是HD Tune Pro文件基準測試,文件長度設置為1000MB,順序讀取速度達到了274MB/s、順序寫入速度也有270MB/s的水平,表現優秀。
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HD Tune Pro文件基準測試
希捷銀河系列硬盤是可以實現7×24小時全年無休的工況,且多應用于RAID 陣列、NAS 集群、云存儲設計,主打全時耐用、功能全、壽命長的特點,這是和其他硬盤的顯著區別。
需要特別說明,希捷銀河Exos M 30TB硬盤規格為3TB×10盤片設計,它的復雜性遠超以往、技術含量也是業界獨一份的存在,尤其是魔彩盒基于HAMR熱輔磁技術,目前尚無任何競品可與之相提并論——長達十余年的前瞻技術開發,讓希捷在AI需求狂潮的當下更具優勢。
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