Western Digital, Seagate, Toshiba et consorts étudient la meilleure façon de concevoir des disques de 50 TB. HAMR, MAMR ou EPMR ?

Au fur et à mesure que l’espace données prend de l’ampleur, les géants du secteur s’affairent à développer des technologies en vue d’augmenter la densité d’enregistrement. Seagate utilise la technologie HAMR dans ses disques, cependant que Western Digital travaille sur la technologie MAMR. Les deux technologies sont présentes dans l’équipement des drives d’entreprise conçus spécialement pour les datacenters. Toutefois, dans le tout dernier Ultrastar DC HC550, WD a eu recours à la technologie EPMR. Que signifient tous ces acronymes et jusqu’où vont leurs limites ?

Pour toutes les technologies HAMR, MAMR et EPMR, la réponse à la question de savoir comment augmenter la densité d’écriture est la chaleur. Elles consistent toutes à chauffer une portion du plateau de disque dans la zone d’écriture de façon que les têtes d’enregistrement puissent stocker les données de façon aussi serrée que possible. En d’autres termes, après avoir chauffé une portion de plateau dans la zone d’écriture, il est possible d’écrire davantage de bits dans un espace plus restreint. La différence tient à la façon de chauffer la partie du plateau pour écrire les données.

MAMR est l’avenir, et voilà que WD choisit une autre voie - EPMR

Seagate trace sa route avec la technologie HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording technology ou enregistrement magnétique assisté par la chaleur), qui utilise le laser pour chauffer. Seagate a sorti cette année ses premiers disques équipés de la technologie HAMR. HAMR est le début du voyage jusqu’aux 48 TB, et Seagate envisage de combiner cette technologie avec le TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording ou enregistrement magnétique bidimensionnel) ou le SMR (Shingled Magnetic Recording ou enregistrement magnétique sur bardeaux).

De son côté, Western Digital voit le salut dans le MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording ou enregistrement magnétique assisté par micro-ondes), une technologie qui, comme son nom l’indique, utilise les micro-ondes pour chauffer. Ou plutôt, WD considère la technologie MAMR comme l’une des voies possibles, et commence aujourd’hui à utiliser une technologie différente, le EPMR (Energy-Enhanced PMR ou enregistrement magnétique perpendiculaire à énergie améliorée). L’acronyme PMR sans le E de Enhanced pour amélioré est utilisé depuis de nombreuses années. L’enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR) a vu le jour en 1976 au Japon, et a été commercialisé pour la première fois en 2005 lorsque Toshiba a lancé son premier disque PMR.

La raison pour laquelle WD utilise le EPMR est évidente: il s’agit d’une “simple” extension de la technologie déjà en place, qui élimine la nécessité de mettre en place des oscillateurs à transfert de couple (générateurs de champ électromagnétique à micro-ondes) sans lesquels la technologie MAMR ne marcherait pas, ainsi que le besoin de développer de nouvelles têtes de disque.

WD envisage également d’utiliser le SMR en combinaison avec le EPMR ou le MAMR. L’Ulstrastar DC H650 20 TB utilise déjà la combinaison EPMR/SMR.
Les technologies HAMR, MAMR et EPMR sont regroupées sous le même sigle EAMR ( Energy-Assisted Magnetic Recording ou enregistrement magnétique assisté par énergie). Dans tous les cas de figure, la chaleur est un acteur majeur.

Hélium, bardeaux, 9 plateaux ...

Malgré les dernières technologies de pointe, il n’est toujours pas possible de comprimer suffisamment de données dans un espace qui puisse loger de 1 à 4 plateaux, comme c’est le cas avec les disques durs conventionnels des ordinateurs personnels. L’une des solutions possibles consisterait à augmenter le nombre de plateaux, ce qui entraînerait inévitablement un taux de friction plus élevé. Certains développeurs ont été en mesure de venir à bout de ce problème en remplissant les disques d’hélium au lieu d’’air. Les disques WD Ultrastar DC HC550 font appel à la la 6ème génération de la technologie HelloSeal, qui permet d’utiliser 9 plateaux dans les disques d’aujourd’hui.

Une autre façon d’écrire davantage de bits dans un espace restreint est la technologie SMR à laquelle j’ai fait allusion précédemment. SMR est l’acronyme de Shingle Magnetic Recording (enregistrement magnétique à bardeaux) et l’appellation décrit exactement ce qu’offre la technologie, càd un chevauchement des pistes comme les bardeaux sur les toits des maisons. Le SMR augmente la quantité de données que l’on peut écrire, mais il réduit aussi la performance des disques. J’ai moi-même eu à faire au cas d’un client qui voulait absolument acheter des disques non SMR pour faire du stockage de données. En fait, les disques qui utilisent le SMR sont plutôt utiles pour sauvegarder les données sans de trop fréquentes réécritures. Dans le cas de nombreux utilisateurs, le SMR peut ne pas convenir, et il est judicieux de s’interroger au préalable sur la finalité première du stockage des données.

Récupération des données et récupération depuis un RAID, un serveur ou un NAS

Bien que les systèmes RAID soient nettement plus sécurisants que les disques durs individuels, les SSD ou les clés USB pour stocker les données, nous avons toujours su faire face à ce type de défi. Il nous arrive encore de temps à autre de trouver les solutions appropriées au problème de l’espace de stockage parce que même les disques actuels des systèmes RAID ont généralement une capacité de 3 à 10 TB, avec 5 à 7 disques en règle générale dans ces cas-là.

Il va de soi que lorsque les disques qui font l’objet du présent article seront à l’ordre du jour, nous serons en mesure de gérer de telles capacités. Il reste que la meilleure prévention consiste à toujours faire des sauvegardes régulièrement, même dans le cas d’un réseau de disques. Le RAID en lui-même n’est pas une sauvegarde, ne l’oubliez jamais :)