單盤40TB不是夢 西部數據MAMR記錄技術震驚行業

作為一個普通的消費者，購買超過10TB的硬碟其實已經是一筆不小的投資，從而鮮見有人花大手筆給自己的家用電腦裝一塊容量如此大的硬碟。不過對於那些講究存儲成本的數據中心，管理員們更關心一個機架的空間里能容下多少數據——所以存儲密度越高，對他們來說就能越省錢，這也一直是機械硬碟到現在都還存活且仍未停止進步的原因。

然而突然有一天，十幾個TB的硬碟就這樣過時了……新的容量極限將從40TB開始計算。這都是因為西部數據把MAMR記錄技術給實現了。

如果了解機械硬碟的工作原理，你肯定知道裡面的一塊塊碟片都是磁性介質，碟片高速旋轉，其上的磁頭則在碟片圓心到邊緣的固定弧線上遊走：磁頭位置決定讀寫的磁軌；而碟片旋轉就是具體到扇區了。不用想，3.5英寸的盤身封裝裡面，磁碟面積大小已經固定，要存儲更多數據，咋整？把磁軌往密了畫，扇區往細了切。

當然，上面只是形象點的說法，硬碟廠商不是真的這麼做的。它們在這十幾年來一直琢磨怎麼改進技術來提升存儲密度，還順便改善下性能和穩定性，可以說是各種手段都用上了。

在最早的時候，HDD的磁碟採用的是縱向記錄方法，這種方法的扇區寬度比較寬，對碟片面積的利用率不高，而且在存儲密度達到200Gb/英寸的時候，會因為超順磁效應而發生扇區磁極方向對調，造成數據損壞的現象。這是2000年後機械硬碟容量提升遇到的第一個瓶頸。

在2005年，日立拿出了世界上第一塊採用垂直磁記錄（PMR）技術的機械硬碟。PMR在記錄方式上改變促使磁頭和碟片的設計都發生了變化，磁頭的磁極設計換成了針式，碟片也也多打了一層分成了記錄層和基底層。PMR把單個磁軌里的扇區切得更細，讀寫磁場方向也從水平方向改為垂直方向，在提升密度得同時，磁頭能同時讀寫的扇區數量也增多了。這對機械硬碟來說是容量和性能上的一個大飛躍。

自那以後，硬碟廠商們為達到PMR技術存儲密度的理論值1.1Tb/平方英寸想盡了辦法。其中有HGST牽頭的充氦技術，從改善磁碟物理性能的角度來實現更多碟片數量的封裝；還有希捷的層疊記錄技術（SMR）通過像砌瓦片一樣來覆寫數據；西部數據更是改良了磁頭的促動器和磁頭的生產工藝，提高磁頭的定位精準度，同樣也間接的提升了存儲密度。目前市面上的12TB容量3.5英寸8碟封裝硬碟，存儲密度為923Gb/平方英寸，已經離理論值不遠。

在去年年中時，希捷曾明確說明，2017年它將會對採用熱輔助磁記錄（HAMR）技術的機械硬碟進行原型驗證，並在2018年實現商品化。而彼時希捷的測試盤可以達到2Tb/平方英寸的存儲密度，也就是說，如果希捷的技術進展順利，明年我們能按部就班地用上20TB容量的硬碟。

希捷的HAMR技術依靠一個810nm波長的20mW激光來把存儲介質加熱到450℃的高溫，他們稱之為近場光學換能器（NFT）。因為高溫可以讓介質更加容易磁化，即使是只有7~8nm左右的介質粒度，磁頭的磁場也能比較容易地把介質顆粒磁化。雖然HAMR因為需要較大的能量輸入，在可靠程度、經濟性和系統複雜程度上都存在挑戰，但行業還是看好它所承諾的存儲容量翻番承諾。

結果沒想到，半路殺出個程咬金。西部數據把所有人都不看好的微波輔助記錄（MAMR）實現了，在磁頭上附一個微波發射器這種其他人都沒敢認真想的舉措，西數竟然給搞定了，整個存儲行業喜出望外。

MAMR的碟片基本上和現有的PMR碟片相同，它的主要改動在於讀寫的磁頭。由於在磁頭生產工藝改進上積累的經驗，西部數據在雙鑲嵌工藝上找到了MAMR實現的關鍵。藉助雙鑲嵌工藝，西數能在磁頭處裝入一個高頻發生器，產生20~40GHz頻率範圍內的微波來達到輔助磁化的目的。

相比HAMR，MAMR既不需要去折騰新的NFT材料；也不用要那麼高的溫度來輔助磁化；控制軟體也不用進行大幅度調整，密度更是能超過4Tb/平方英寸，在穩定性和經濟性上等於是完全勝出。這幾乎就一棒子把辛苦折騰了好久的HAMR給打死了，不知道現在那些手裡握著一把HAMR技術相關專利的廠商要怎麼去把這些東西給變成能賣錢的產品。

西數目前已經制出了充氦的MAMR工程樣盤，而且他們表示以後從16TB起的硬碟型號都將基於MAMR技術，並且不一定非得要充氦才能正常工作（成本可以更低）。西數計劃在2019年正式量產出貨採用MAMR技術的硬碟，並預測在2025年時，單塊3.5英寸機械硬碟的容量將能達到40TB。

希捷和東芝吃了西數這麼突然一出奇招，心情肯定會相當複雜。而且西數說MAMR相關技術的所有零部件皆為自產，更是會讓友商感到著急。雖說TDK和東芝目前已經在對MAMR投入研發，但相比已經拿出樣盤的西數，這些才剛剛著手計劃的其他廠商，真的有非常非常多的功課要做。

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