OptiNAND-Technologie Western Digital plant Herstellung von 50-TB-Festplatten

Autor / Redakteur: Michael Matzer / Dr. Jürgen Ehneß

Western Digital, Hersteller von Festplatten- und Flash-Laufwerken, hat mit „OptiNAND“ eine neue Technologie zur Steigerung der Kapazität, Leistung und Zuverlässigkeit seiner Festplatten vorgestellt. Damit sollen schon in dieser Dekade Kapazitäten von 50 Terabyte pro Laufwerk erzielt werden können. Hauptzielgruppe für die ersten Produkte sollen Hyperscaler-CSPs und Großunternehmen sein.

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Mit Hilfe einer Kombination aus drehenden Platten und Flash-Speichern will Western Digital künftig Laufwerke mit mindestens 50 TB Speicherkapazität herstellen.
Mit Hilfe einer Kombination aus drehenden Platten und Flash-Speichern will Western Digital künftig Laufwerke mit mindestens 50 TB Speicherkapazität herstellen.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Obwohl ein künftiges OptiNAND-Laufwerk aus Festplatte und Flash-Memory Drive (iNAND) besteht, sei es keinesfalls als Hybridlaufwerk anzusehen, machten zwei Topmanager von Western Digital in einer Präsentation deutlich. Denn das würde bedeuten, dass auf dem Flash-Laufwerk auch Nutzerdaten gespeichert würden. Dies sei jedoch keineswegs der Fall, unterstrich Siva Sivaram, President Global Technology und Strategy. Vielmehr diene das Flash Drive lediglich der Speicherung interner Laufwerksdaten, vor allem Metadaten.

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Tatsächlich stelle das iNAND-Laufwerk ein neues System-on-a-Chip (SoC) dar, einen Controller, der Metadaten verarbeite, einen Algorithmus ausführe und weitere Verwaltungsdaten des magnetischen Laufwerks sichere. Damit wendet Western Digital die Patente an, die es mit SanDisk eingekauft hat. Für die Kunden biete die neue Technologie drei große Vorteile: höhere Leistung, gesteigerte Kapazität und schließlich größere Zuverlässigkeit.

Kapazität

Die aktuellen Helioseal-Festplatten, die auf der ePMR-Technologie basieren, bieten immerhin schon 16 Terabyte an, mit SMR-Technologie (Shingled Magnetic Recording) sind es 20 TB. „Von diesen ePMR-Festplatten sind weltweit bei unseren Kunden mehrere hundert Exabyte Kapazität installiert“, erklärte Sivaram. Mit der OptiNAND-Technologie steigt Western Digital wiederum bei 20 TB ein und will sich dann langsam steigern, bis – in mehreren Produktreihen mit magnetischen Laufwerken – mindestens 50 TB pro Laufwerk erreicht seien. „Ein Maximum haben bislang noch nicht gefunden“, berichtete der Topmanager.

Eine Festplatte muss sich selbst verwalten und speichert diese Verwaltungsdaten meist in einem reservierten Bereich. Das kostet Speicherplatz. „Das ePMR-Laufwerk mit OptiNAND arbeitet intelligenter“, stellte Ravi Pendekanti, Senior Vice President for Product Management & Marketing, HDD Business Unit, im Gespräch heraus. „Die Metadaten werden in das Flash-Laufwerk, das etwa 64 GB hat, ausgelagert und erweitert.“ Verbesserte Firmware-Algorithmen sollen dann diese erweiterten Metadaten nutzen, während die Festplatte mit mehr Tracks Per Inch (TPI) eine höhere Flächendichte und somit mehr Speicherkapazität bereitstellt.

Leistung

Die Kennzahl „Adjacent Track Interference“ (ATI) wurde laut Pendekanti durch die neue Firmware erheblich gesenkt. „Jetzt sind weniger ATI-Aktualisierungen erforderlich, was wiederum die Notwendigkeit der Cache-Flushes mit aktiviertem Schreib-Cache reduziert.“ Das erhöhe die Effektivität. Pendekanti schätzt, dass der Leistungsgewinn zwischen 50 und 70 Prozent liegt, abhängig von der jeweiligen Workload. Sivaram ergänzte: „Der neue Controller bildet keinen Flaschenhals an der Schnittstelle zum Universal Flash Storage (UFS) im Embedded Flash Drive (EFD).“ Denn der verfüge über 64 GB RAM.

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Zuverlässigkeit

Wenn der Strom ausfällt, fallen auch sämtliche Laufwerke aus. Um dennoch die Daten der Kunden zu retten, muss ein ausgeklügeltes Verfahren eingreifen. „Im Falle eines Not-Aus-Szenarios (Emergency Power Off, EPO) können fast 50-mal mehr Nutzerdaten gesichert werden, als wenn man sie auf DRAM wegspeichern würde“, erklärte Sivaram. Natürlich achte allein schon der Produktionsprozess auf optimale Entwicklung, Konstruktion, Prüfung und Qualifizierung von Flash-erweiterten Laufwerken. „Die Kompatibilität auf der Controller-Seite wird immer gegeben sein“, versicherte er.

Verfügbarkeit

„Derzeit befinden sich die ersten Produkte, die über OptiNAND-Technologie verfügen, in der Erprobung bei unseren Kunden“, berichtete Pendekanti. Das heißt, es gibt sie noch nicht zu kaufen. Die neue Flash-Laufwerksarchitektur mit OptiNAND-Technologie werde für das gesamte Portfolio an Laufwerken und Speicherplattformen von Western Digital verfügbar sein. „Sie wird auch als Grundlage für zukünftige Designs und Innovationen bei ePMR-Laufwerken und Flash-Laufwerken dienen“, so Sivaram, „mit weiteren Fortschritten in Bezug auf Intelligenz, Zuverlässigkeit, Kapazität und Time-to-Market.“ Nach Angaben von Sivaram soll noch in diesem Jahr die Ankündigung marktspezifischer, anwendungsoptimierter Produkte für das gesamte WD-Portfolio erfolgen.

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