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EAMR, HAMR, MAMR oder doch DNA?

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Hersteller von Festplatten haben es nicht leicht. Um den ökologischen Fussabdruck zu reduzieren, werden immer mehr Daten in die Gehäuse gepresst. Dabei werden nicht nur HDD zum Hochstapler. Mit 3D NAND wächst auch die SSD vertikal.

Das ist aber nicht genug. Es gibt regelrechte Wettrennen um das effektivste Verfahren, die Datendichte vor allem in der HDD weiter zu erhöhen. Toshiba schafft bringt es mit MAMR auf 18 TB und will es mit MAS-MAMR (Microwave Assisted Switching Microwave-Assisted Magnetic Recording) gar auf 40 TB schaffen. Dagegen nimmt sich Seagate mit seiner Ankündigung, 2023 HAMR-Festplatten mit 20-30 TB auszuliefern, fast bescheiden aus. Während auch Seagate aktuell auch ‘nur’ 18 TB anbietet, schafft es Western Digital mit seiner EAMR-Technologie bereits auf 20 TB Speicherkapazität.

EAMR (Energy Assisted Magnetic Recording) ist Western Digitals eigene Interpretation eines Irgendwas Assisted Magnetic Recordings und das Ergebnis seiner Experimente sowohl mit HAMR als auch MAMR.

Die höhere Kapazität gelingt WD zum Einen durch das energieunterstützte PMR (ePMR), einer Implementierung von EAMR, die über die herkömmliche Perpendicular Magnetic Recording (PMR) hinausgeht. Zudem wendet Western Digital bei der größeren Platte gleichzeitig das SMR-Verfahren (Shingled Magnetic Recording) an für mehr Speicherkapazität und Energieeffizienz.

WD OptiNAND
Schematische Darstellung einer HDD mit OptiNAND (Quelle: Western Digital)

Aber auch das reicht dem Branchenprimus nicht. OptiNAND ist eine weitere Technologie, die HDD leistungsfähiger zu machen.

Dabei sind die HDD mit OptiNAND keine Hybrid-Lösung. Die Funktion geht auch weit über die herkömmlichen Einsatzszenarien von Flashtechnologie für drehende Platten hinaus.

Mit OptiNAND lassen sich Metadaten und Housekeeping-Informationen auslagern. Das spart eine Menge Platz auf der Spindel. Denn mit der Speicherdichte wächst auch die Masse an Metadaten.

Das Ergebnis ist ein intelligenteres, schnelleres und dichteres Speicherlaufwerk, das in diesem Jahrzehnt eine Kapazität von 50 TB erreichen könnte.

Owen Lystrop von Western Digital in einem Blogpost vom 31.8.2021

SMR eignet sich besonders gut für die Archivierung. Während die XAMR-Verfahren ein Hilfsmechanismus sind, um die Spuren enger zu schreiben, erlaubt SMR, dass sich Spuren leicht überlappen – wie Dachschindeln. Da Leseköpfe kleiner als Schreibköpfe sind, können sie auch dann noch lesen, wenn sich die Spuren am Rand überlagern. Soll jedoch ein Teil einer Spur beschrieben werden, müssen alle sich überlagernden Spuren neu geschrieben werden. Das kostet vor allem viel wertvolle Zeit – zumal Daten in anderen Abschnitten dann auch nicht gelesen werden können.

LIQID Composable Disaggregated Infrastructure mit WD

Ebenfalls einen detaillierteren Blick wert ist WDs NVMe-oF Storage Platform OpenFlex Data24 – WDs Beitrag zum composable disaggregated Rechenzentrum. Hierbei hat man mit Liqid einen starken Partner an der Seite.

WD Data24
WD OpenFlex Data24 (Quelle: Western Digital)

Mit Liqids CDI Software lassen sich HW-Komponenten on demand zusammenschalten, ohne sie physisch bewegen oder montieren zu müssen. Damit lassen sich teure Komponenten wie GPU oder RAM, aber auch NVMe-SSDs bestmöglich nutzen. Wie nützlich das sein kann, zeigt eine Case Study der UK National Supercomputing Facility an der Durham University.

ESG hat Liqid mit OpenFlex Data24 von Western Digital getestet.

Liqid composable disaggregated Infrastructure
Liqid Testbed für die Zusammenstellung eines neuen Servers (Quelle: ESG, a division of TechTarget, Inc.)
Liqid composable disaggregated Infrastructure mit WD Data24
Liqid NVMe-oF Composability Testbed mit der Data24-Plattform (Quelle: ESG, a division of TechTarget, Inc.)

Ein weiterer Anwendungsfall sind die vor allem im HPC-Umfeld populären verteilten Filesysteme. Von Western Digital gibt es eine Referenzarchitektur für Lustre.

Eine Bewertung und Ergebnisses eines Leistungsvalidierungstest der NVMe-oF-Speicherplattform von Western Digital gibt es von binary testing.

Alle WD-Systeme und Komponenten sind in Deutschland über Boston Server & Storage Solutions erhältlich. Wir sprachen auf dem Technology Innovation Day 2022 mit Joachim Müller, Ingenieur bei Western Digital.

Und wo geht die Reise hin?

Das immer größere Datenmengen neue Speichertechnologie erfordert, hat auch WD erkannt und beschäftigt sich – wie derzeit viele – mit DNA-Storage. Western Digital ist Gründungsmitglied der DNA Data Storage Alliance, einer Technology Affiliate Group der Storage Networking Industry Association (SNIA). In einem Blogpost erklärt Anne Herreria das Potential der Technologie. Western Digital betrachtet DNA-basierte Speicher als eine sinnvolle Ergänzung der heutigen Speicherlösungen.

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