Dyski twarde HDD wciąż są powszechnie wykorzystywane – zwłaszcza tam, gdzie liczy się duża pojemność i niższy koszt jednostkowy przechowywania danych. Producenci nie zrezygnowali z rozwoju tej technologii. Przeciwnie – aby sprostać wymaganiom współczesnego rynku, stale udoskonalają konstrukcję HDD, wdrażając coraz bardziej zaawansowane rozwiązania techniczne.

W dalszej części przyjrzymy się najnowszym technologiom stosowanym w nowoczesnych dyskach HDD, które pozwalają im nadal być konkurencyjnymi wobec SSD w wielu zastosowaniach – zwłaszcza w centrach danych, systemach backupu i archiwizacji.

1. HAMR – Heat-Assisted Magnetic Recording

HAMR (nagrywanie magnetyczne wspomagane ciepłem) to przełomowa technologia opracowana przez firmę Seagate, która pozwala znacząco zwiększyć gęstość zapisu danych na talerzach dysku.

Jak to działa? W klasycznym HDD dane zapisywane są poprzez zmianę magnetyzacji na powierzchni talerza. W HAMR stosuje się laserowy podgrzewacz, który lokalnie nagrzewa niewielki obszar powierzchni dysku, co zmniejsza jego opór magnetyczny i pozwala na bardziej precyzyjne ustawienie bitów. Gdy miejsce ostygnie, zapisane dane pozostają trwałe.

Korzyści:

• Zwiększenie pojemności dysku (obecnie do 30 TB i więcej).
• Zmniejszenie liczby talerzy potrzebnych do uzyskania dużej pojemności.
• Utrzymanie niskich kosztów na terabajt danych.

2. MAMR – Microwave-Assisted Magnetic Recording

Konkurencyjna technologia wobec HAMR, rozwijana głównie przez Western Digital. MAMR wykorzystuje mikrofale, aby zmniejszyć opór magnetyczny medium podczas zapisu, bez konieczności podgrzewania go do wysokich temperatur.

Zalety MAMR:

• Mniejsza złożoność technologiczna niż w HAMR.
• Dłuższa żywotność głowic zapisujących.
• Możliwość implementacji w istniejących liniach produkcyjnych.

MAMR również pozwala na znaczący wzrost gęstości zapisu, osiągając poziomy porównywalne z HAMR, jednak z mniejszym ryzykiem zużycia materiałów.

3. SMR – Shingled Magnetic Recording

SMR (zapisywanie dachówkowe) to technologia, w której ścieżki zapisu na talerzu zachodzą na siebie jak dachówki. Dzięki temu zwiększa się ilość danych, jaką można zapisać na jednym calu kwadratowym talerza.

Główna różnica w porównaniu do tradycyjnego CMR (Conventional Magnetic Recording) polega na tym, że w SMR zapis odbywa się „nakładająco”, co wymaga przepisywania sąsiednich ścieżek przy aktualizacji danych.

Zalety:

• Wyższa pojemność przy tej samej liczbie talerzy.
• Niższy koszt za terabajt.

Wady:

• Niższa wydajność zapisu – dyski SMR lepiej sprawdzają się w zastosowaniach archiwizacyjnych niż przy intensywnym zapisie i odczycie.

4. Helium Inside – dyski wypełnione helem

Aby zmniejszyć opór powietrza i tarcie wewnątrz dysku, niektórzy producenci zaczęli wypełniać obudowę dysku helem zamiast powietrzem. Hel jako gaz ma znacznie niższą gęstość niż powietrze, co pozwala na:

• Montowanie większej liczby talerzy (nawet 9–10) bez zwiększania oporu.
• Zmniejszenie nagrzewania się komponentów.
• Mniejszy pobór mocy.
• Cichszą pracę urządzenia.

Dzięki technologii „helium-sealed” można konstruować bardzo pojemne dyski (np. 20–24 TB) przy zachowaniu tych samych rozmiarów fizycznych.

5. Dual-Actuator – dwie głowice, podwójna wydajność

Dual-Actuator to rozwiązanie, które pojawia się w odpowiedzi na problem rosnącej pojemności dysków i nieproporcjonalnego wzrostu wydajności. Przy bardzo dużych dyskach (np. 20 TB) czas dostępu do danych staje się coraz dłuższy.

Rozwiązaniem jest zastosowanie dwóch niezależnych mechanizmów głowic (aktuatorów), które mogą równocześnie odczytywać i zapisywać dane na osobnych częściach talerzy.

Zalety:

• Podwojenie wydajności operacji IOPS.
• Lepsze wykorzystanie przepustowości interfejsu SATA lub SAS.
• Idealne rozwiązanie do zastosowań serwerowych i w centrach danych.

6. Zwiększenie bufora (cache) i integracja z AI

Nowoczesne dyski HDD, szczególnie klasy enterprise, wyposażane są w coraz większe bufory danych – niektóre modele mają nawet 512 MB lub 1 GB cache’u, co pozwala na znaczne przyspieszenie operacji odczytu i zapisu, szczególnie przy dużych plikach.

Dodatkowo, producenci wdrażają algorytmy oparte na sztucznej inteligencji, które analizują schematy dostępu do danych i optymalizują sposób ich przechowywania, co zmniejsza fragmentację i poprawia wydajność.

7. Interfejsy i protokoły nowej generacji

Choć interfejs SATA III (6 Gb/s) wciąż dominuje w konsumenckich HDD, w zastosowaniach profesjonalnych coraz częściej spotyka się:

• SAS 12 Gb/s – używany w serwerach i macierzach dyskowych.
• SATA DOM – małe dyski używane do przechowywania systemów operacyjnych w środowiskach serwerowych.
• Interfejsy zintegrowane z Ethernetem – np. HDD z obsługą protokołu Object Storage (OCP), co pozwala na bezpośrednią integrację z siecią i systemami chmurowymi.

Choć może się wydawać, że era dysków twardych HDD powoli dobiega końca, rzeczywistość jest zupełnie inna. Dzięki nowoczesnym technologiom, takim jak HAMR, MAMR, SMR czy konstrukcjom opartym na helu i dwóch głowicach, HDD nadal odgrywają ważną rolę – szczególnie tam, gdzie liczy się ogromna pojemność, trwałość danych i niskie koszty przechowywania.

Dla użytkowników domowych mogą być mniej atrakcyjne w codziennym użytkowaniu, ale dla centrów danych, firm zajmujących się backupem czy archiwizacją – nowoczesny HDD to wciąż nieocenione narzędzie. Co więcej, rozwój tych rozwiązań pokazuje, że klasyczna technologia wciąż ma sporo do zaoferowania – zwłaszcza gdy ewoluuje w zgodzie z wymaganiami współczesnego świata.