Технология Multi Actuator от Seagate:
революционный прорыв в производительности жестких дисков

Увеличение емкости жестких дисков не решает всех проблем. Не менее важны скорость доступа к данным, уменьшение системных задержек и сокращение времени отклика важнейших бизнес-приложений. Все это в совокупности повышает эффективность информационных систем предприятий и помогает инновационным компаниям решать важнейшие задачи цифровой трансформации своей деятельности.

Ориентируясь на современные технологические тенденции, Seagate работает над созданием технологии Multi Actuator, позволяющей удвоить производительность жестких дисков новых поколений и повысить эффективность гипермасштабируемых центров обработки данных. Эта технология способна вывести на новый уровень производительность критически важных приложений и гарантировать клиентам Seagate возможность эффективной обработки постоянно растущих объемов информации.

Актуатором называется компонент жесткого диска, который перемещает магнитные головки относительно поверхности носителя для считывания и записи данных. В современных дисках актуатор выполняется в виде единого конструктивного узла, обеспечивающего синхронное движение всех головок, каждая из которых установлена на конце штанги актуатора.

Первое поколение технологии Multi Actuator от Seagate предоставит возможность оснащать жесткие диски двумя независимыми узлами актуаторов, имеющими общий центр поворота. Каждый из них осуществляет управление половиной штанг и головок. Это позволяет разделить один физический диск на два независимых устройства, способных одновременно выполнять различные операции чтения и записи. Жесткий диск, таким образом, получает возможность удвоить производительность при сохранении первоначальной «одноактуаторной» емкости.

— Внедряя технологии записи с энергетической поддержкой (Energy Assisted Magnetic Recording, EAMR), такие как магнитная запись с нагревом носителя (Heat-Assisted Magnetic Recording, HAMR), в Seagate стремятся к экспоненциальному росту емкости дисковых накопителей, — утверждает Аарон Огус (Aaron Ogus), архитектор хранилища Microsoft Azure Storage. — Однако до сих пор в центрах обработки данных не удавалось заметно увеличить производительность большинства приложений только за счет увеличения емкости хранения из-за ограничений в эффективности выполнения операций ввода-вывода. Два актуатора в жестких дисках решают эту проблему. Они обеспечивают значительный рост показателя IOPS (Input/Output Operations per Second), позволяют провайдерам облачных услуг использовать преимущества накопителей повышенной емкости.

Технология магнитной записи с нагревом носителя Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) обеспечивает значительное увеличение емкости дисков за счет нового вида покрытия, позволяющего уменьшить размеры магнитной области, хранящей один бит данных, и расположить биты чрезвычайно близко друг к другу. Пилотная партия новых жестких дисков серии Exos с поддержкой технологии HAMR будет поставлена в 2018 году, а к концу следующего года эти накопители появятся в широком доступе.

— Долгосрочное лидерство в разработке всех компонентов жестких дисков позволило предложить решение с прорывной производительностью, не выходя за рамки отраслевых стандартов, — уверен Джеймс Борден (James Borden), главный стратег Seagate в области разработки новых продуктов. — Решение Multi Actuator базируется на проверенных, хорошо зарекомендовавших себя технологиях и соответствует отраслевым стандартам, что позволяет легко и «бесшовно» интегрировать его в современную ИТ-инфраструктуру.

Технология Multi Actuation распространяет на дисковые накопители идеологию параллелизма. Теперь хост-компьютер получает возможность работать с каждым диском как с двумя независимыми накопителями. К примеру, хост может одновременно направить два запроса на извлечение различных данных, хранящихся на одном диске высокой емкости, который обеспечивает вдвое более высокое быстродействие по сравнению с дисками традиционной конфигурации. Технология Multi Actuator коренным образом улучшает конструктивные решения, используемые в жестких дисках, позволяет формировать в каждом накопителе независимые потоки данных, вдвое увеличивая производительность операций ввода-вывода.

Параллелизм — это стратегия построения ИТ-архитектуры, в рамках которой хост-компьютер направляет одновременно множество запросов на выполнение операций различными устройствами. Такая организация вычислительного процесса существенно ускоряет выполнение рабочих заданий. Одним из примеров использования параллелизма в современных гипермасштабируемых дата-центрах является одновременное обращение к значительному числу жестких дисков для чтения и записи данных.

— По сути, мы предлагаем жесткий диск такой большой емкости, которая нужна сегодня нашим заказчикам, и без каких-либо рисков. Как по мановению волшебной палочки, удваиваем его показатель IOPS, — резюмирует Борден. — ИТ-архитекторы получают максимальную емкость хранения, минимальную стоимость терабайта, экономию физического пространства в ИТ-оборудовании.

Однако емкость дисков — лишь часть решения проблемы. Для эффективного использования данных необходимо также повышать скорость доступа к ним. Поэтому создание современных устройств хранения требует одновременного роста их емкости и производительности. Емкость и стоимость накопителей связаны, как правило, линейной зависимостью. Однако на повышение производительности оказывает заметное влияние также специфика рабочей нагрузки и архитектура системы хранения каждого конкретного клиента. Жесткие диски должны быть оптимизированы по показателю IOPS/TB при минимальной стоимости хранения терабайта данных. В технических терминах это означает оптимизацию показателя IOPS и снижение задержек в режиме случайного выполнения операций ввода-вывода, а также повышение быстродействия в режиме последовательной передачи данных.

Некоторых успехов в области роста производительности можно добиться за счет повышения функциональности микропрограммного кода жестких дисков, а также установки твердотельных накопителей, что требует сегодня значительных инвестиций. Однако провайдерам современных гипермасштабируемых облачных сред нужны надежные и легко масштабируемые решения для хранения данных, которые отвечают заданным критериям совокупной стоимости владения и обеспечивают выполнение соглашений о качестве обслуживания, заключенных с клиентами.

Совместное использование технологий HAMR и Multi Actuator в дисках Seagate обеспечивает кардинальное улучшение важнейших параметров дисковых накопителей, предоставляя потребителям доступ к жестким дискам принципиально нового уровня, отвечающим требованиям современных центров обработки данных.