Nearline HDD

BroadCom의 스토리지 사업 IR 자료를 읽다가 해당 내용이 있어서 한번 정리해보려고한다.

Storage 종류 별 데이터 양 변화 예측

HDD Nearline에 대한 2021년 브로드컴의 전망

클라이언트향 HDD는 줄어 들고 Enterprise향 SSD의 양은 줄어든다고 예측했다.

그리고 Nearline HDD시장은 크게 늘것으로 전망하고 있다.

 

Nearline HDD는 왜 쓰는가

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 인기가 높아지고 있음에도 불구하고, HDD, 특히 근접 HDD는 데이터 센터 및 클라우드 인프라에서 중요한 구성 요소로 남아 있습니다. 

그들은 높은 용량, 신뢰성 및 낮은 총소유비용(TCO)으로 선호됩니다. 근접 HDD는 특히 중요
하며, 기업 데이터를 저장하는 데 필수적인 백본으로 이 부문은 HDD 중에서 가장 빠르게 성장하는 시장 부문
입니다. 

데이터 생성의 급속한 성장으로 인해 스토리지 용량에 대한 전 세계적인 수요가 증가하고 있으며, 이는 근접 HDD와 같은 고용량 스토리지 솔루션에 대한 필요성을 촉진합니다

결국은 Nearline HDD는 지속적으로 성능을 요구하는 핫 스토리지 시스템이 아니라서 높은 밀도를 요구하며, 낮은 전력 및 낮은 냉각 요구사항을 특징으로 한다.

추가로 아래와 같은 특성을 가지고 있다고 한다.

접근성

 니어라인 스토리지는 가끔 데이터에 액세스해야 하는 사용자를 위해 어느 정도 사용 가능하고 성능이 좋아야 합니다. 그러나 하루에 여러 번 액세스하는 스토리지 솔루션에 필요한 사양이 필요하지 않으며 많은 아카이브 솔루션에서 제공하는 느린 데이터 크롤링을 허용할 수도 없습니다.

내구성

니어라인 스토리지에서도 온라인 스토리지와 동일한 데이터 내구성 문제가 발생하며, 니어라인 드라이브는 요청 시에만 가동되므로 마모가 훨씬 적다는 점이 큰 주의 사항입니다. 클라우드 니어라인 스토리지는 클라우드 온라인 스토리지만큼 내구성이 뛰어납니다.

 

 

기업의 HDD 사용 예시

예를 들어, Racktop Systems의 BrickStor 플랫폼은 랜섬웨어 탐지 및 방지 솔루션에 HDD와 SSD를 사용합니다. Dell Technologies는 클라우드 컴퓨팅 공급업체인 Rackspace의 프라이빗 클라우드를 구동하는 EMC VSan Ready Node에서 SSD, 네트워크 I/O 컨트롤러, CPU 및 메모리와 함께 하드 드라이브를 사용합니다. 노드는 Dell PowerEdge 서버에 구축됩니다.

HDD Market Outlook | ESF

 

HDD의 발전

 

MAMR이라는 기술이 차세대 기술로 보이는데 이를 통해서 만들어진 HDD들은 어떤게 있는지 찾아봤다.

MAMR HDD

MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording) HDD는 하드 디스크 드라이브(HDD)의 한 형태로, 데이터를 저장하기 위해 마이크로웨이브 기술을 사용합니다. 이 기술은 기존의 자기 기록 방식을 개선하여 더 높은 데이터 저장 밀도를 달성합니다.

1. 마이크로웨이브 에너지 사용: MAMR은 작은 마이크로웨이브 발생기(또는 스핀 토크 오실레이터, STO)를 사용하여 마이크로웨이브 에너지를 발생시킵니다. 이 에너지는 HDD의 기록 표면의 자성 물질을 조작하는 데 사용됩니다.

2. 데이터 밀도 향상: 마이크로웨이브 에너지는 자성 물질을 더 쉽게 조작할 수 있게 해주어, 더 작은 영역에 데이터를 저장할 수 있게 합니다. 이를 통해 HDD의 저장 용량을 증가시킵니다.

3. 에너지 효율성: MAMR 기술은 자성 물질을 기록 상태로 전환하는 데 필요한 에너지를 감소시킵니다. 이는 전체적인 에너지 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording) 기술을 사용한 하드 디스크 드라이브(HDD) 제품들 

Toshiba, 18TB MG09 시리즈 하드 디스크 드라이브 발표 | 도시바

1. 토시바의 MG09 시리즈: 토시바는 MG09 시리즈로 18TB 용량의 HDD를 출시했습니다. 이 드라이브는 토시바의 세 번째 세대 9-디스크 헬륨 밀봉 디자인과 FC-MAMR(Flux Control – Microwave Assisted Magnetic Recording) 기술을 사용합니다. 이들은 기존의 컨벤셔널 매그네틱 레코딩(CMR) 밀도를 향상시켜 디스크당 2TB의 용량을 달성하였으며, SATA 및 SAS 인터페이스 옵션을 제공합니다

도시바의 향후 HDD 개발 계획

2. 토시바의 향후 계획: 토시바는 20TB 용량의 드라이브를 계획하고 있으며, 이는 동일한 FC-MAMR 기술을 사용합니다. 추가로, 26TB 드라이브와 30TB 드라이브도 개발 중이며, 이들은 각각 10개와 11개의 플래터를 사용할 예정입니다. 토시바는 또한 35TB 및 40TB 이상의 용량을 가진 제품을 계획 중입니다

MAMR Mia: Toshiba HAMRing on past 40TB disk drives – Blocks and Files

3. 웨스턴 디지털: 웨스턴 디지털은 MAMR 기술을 계속 개발하고 있으며, 이와 병행하여 HAMR(Heat-Assisted Magnetic Recording) 기술도 개발 중입니다. 웨스턴 디지털은 에너지 지원 기술을 완전히 활용하는 HDD에 대한 구체적인 로드맵을 아직 공개하지 않았습니다

4. 시게이트: 시게이트는 HAMR 기술을 사용하여 20TB 이상의 하드 드라이브를 개발하고 있으며, 2023년까지 40TB 이상을 달성할 계획입니다

 

Seagate의 HDD 개선 방향

 

이런 발전 예상을 보니 SSD와 같이 극적으로 (세대별 2배의 용량) SSD의 용량을 늘리는 방법은 불가능한것으로 보인다.

개선방향이 주로 개선 할때마다 2TB씩 정도 늘어난다.

그런 방향성을 보면 어느순간 SSD가 HDD의 위치를 위협할 수도 있겠다는 생각이 든다.

다만, SSD도 용량이 늘어남에 따라서 생기는 문제가 있기 때문에 (수명 및 성능이 극적으로 떨어진다.)

조금 더 지켜보기는 해야 할 듯하다.

물론 Seagate의 경우 조금 더 극적으로 높은 용량을 HAMR이라는 기술을 통해서 달성할 것이라고 예고하고있다. 

 

HAMR HDD

HAMR 기술에 대해서

HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording)는 하드 디스크 드라이브(HDD)의 기록 밀도를 향상시키기 위해 개발된 기술입니다.

1. 열 에너지 사용: HAMR 기술은 레이저를 사용하여 HDD의 기록 표면을 국소적으로 가열합니다. 이 과정은 데이터 기록을 더 쉽게 하기 위해 자성 물질의 안정성을 일시적으로 감소시킵니다.

2. 높은 기록 밀도: 가열에 의해 자성 물질의 안정성이 감소하면, 훨씬 더 작은 비트들을 더 가까이 기록할 수 있게 됩니다. 이는 HDD의 기록 밀도를 크게 향상시켜, 더 많은 데이터를 같은 물리적 공간에 저장할 수 있게 합니다.

크게는 위와 같은 효과를 기대하는 듯 하다.

결국은 스토리지는 같은 공간에 용량을 많이 담을 수 있음이 중요한듯.