Sərt disk yaddaş qurğuları dözümlü olmaqları ilə yanaşı iri həcmli faylların saxlanmağı üçün də əlverişlidirlər. Dünyadakı informasiyaların xeyli miqdarı sərt disklərdə saxlanılır. Bununla yanaşı, yarımkeçirici yaddaş qurğularının (SSD) münasib qiymətə və yüksək sürətə malik olmağına da baxmayaraq, elektromexaniki sərt disklər hələ də aktuallığını qoruyub saxlamaqdadır. Bu səbəbdən sərt disklərin gələcəkdəki yüksək səviyyədə inkişafı da qaçınılmazdır. Bu məqaləmizdə onların gələcəkdəki inkişaf mərhələləri, istehsal və təmir prosesində istifadə olunan yaxud istifadə olunması planlaşdırılan yeni texnologiyalar haqqında bəhs edəcəyik.
OptiNAND (Western Digital)
Western Digital şirkəti 2021-ci ildə OptiNAND adlı yeni texnologiyanın istehsal prosesində tətbiq olunmağa başladığını açıqladı. OptiNAND texnologiyası Embedded Flash Drive (inteqrasiyasiyalı yarımkeçirici yaddaş qurğusu) texnologiyası ilə Hard Disk Drive (Sərt yaddaş qurğusu) texnologiyasının birgə inteqrasiyasından ərsəyə gətirilmişdir. Bu yeni texnologiya sərt disklərin daha da sürətli və dəqiq işləməyinə şərait yaradır.
OptiNAND texnologiyasının başqa üstünlüyü isə, tez-tez gecikmələrə və performans əskikliyinə səbəb olan olan Adjacent Track Interference (Qonşu şinlər interferensiyası) problemini azaldaraq, məlumatların daha itkisiz və daha sürətli indekslənməsini və idarə edilməsini rahatlıqla təmin etməsidir.
Sözügedən texnologiyanın başqa üstünlüyü isə, Write-Cache funksiyasını qida kəsintisində belə itkisiz həyata keçirməsidir. Belə ki, köçürmə prosesi zamanı elektrik kəsintisi baş verərsə, keş yaddaşdakı faylın NAND adlanan daimi kiçik yaddaşda saxlanması təmin edilir.
Western Digital şirkətinin təxminlərinə görə, 2030-cu ilə qədər OptiNAND texnologiyası ilə sərt disk həcmlərinin 50 TB-adək artması baş tutacaqdır.
UltraSMR (Western Digital)
UltraSMR texnologiyası da Western Digital şirkətinin ən yeni innovasiyalarından biridir. 2023-cü ilin Yanvar ayında şirkət tərəfindən verilən məlumata görə, UltraSMR innovasiyası SMR (Shingled Magnetic Recording) texnologiyasının üstünlüyünü CMR (Conventional Magnetic Recording) texnologiyasına nəzərən xeyli artırmışdır.
UltraSMR texnologiyasının qurğuların aparat təminatı tərəfində və TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording), STECC (Soft-Track Error Correction Code), DSEC (Distributed Sector), OptiNAND kimi müxtəlif proqram təminatı texnologiyalarında tətbiqi daha geniş yayılmışdır.
UltraSMR sərt disklərində yazma-oxuma başlıqları disk üzərində ardıcıllıqla hərəkət edərək, məlumatları bir-birinin üzərinə qatlar şəklində yaza bilir. Bu prinsiplə eyni nöqtədə bir neçə müxtəlif informasiya saxlamaq mümkündür. Bu üsulla sərt disklərin məlumat yerləşdirmə sıxlığını və həcmini adi SMR qurğularına nəzərən 10% və CMR qurğularına nəzərən isə 20% artırmaq mümkündür. Həcmin artmağı ilə yanaşı müxtəlif informasiya bloklarında yazma oxuma zamanı xəta düzəltmə qabiliyyəti də artır.
Triple-Stage Actuator (Western Digital)
Triple-Stage Actuator yəni 3 hissəli yazma-oxuma başlığının adi sərt disklərdəki aktuatorlardan üstünlüyü daha dəqiq hərəkət imkanı, artırılmış performans və daha sıx məlumatları oxuma qabiliyyətinə malik olmasıdır.
3 hissəli aktuator anlayışı, yazma-oxuma başlığının 3 ədəd dönmə nöqtəsinə malik olmasına görə ortaya çıxmışdır. Yəni, yazma oxuma başlığı şəkildən də göründüyü kimi 3 əsas hissədən ibarətdir:
1) Voice Coil Motor (VCM) actuator
2) milli-actuator
3) micro-actuator
VCM aktuatoru əsas idarəedici hissədir. Digər daha kiçik iki hissə isə daxili piezoelektrik sensorlarına əsasən yüksək dəqiqliklə diskin məlumat olan nöqtələrini seçə bilir. Milli-Aktuator 200 nm-ə dəqiqlikdə, mikro-aktuator isə 100 nm dəqiqlikdə fəaliyyət göstərə bilir.
Helio-Seal (Hitachi)
Hitachi tərəfindən ərsəyə gətirilən Helio-Seal texnologiyası daha sonra Western Digital şirkəti tərəfindən satın alınmışdır. Yeniliyin məqsədi sərt disklərin daxilinə helium qazı doldurmaqla fırlanan disklərdə müqaviməti və yaranan istiliyi aşağı salmaqdır.
Heliumun istifadəsi sərt disk intehsalçılarının diskin yaddaş həcminin artmasına da səbəb olmuşdur. Bununla yanaşı, diskin daha etibarlı və uzunömürlü olması, küylərin, artıq enerji sərfiyyatının, titrəmənin azaldılması da əldə olunan üstünlüklərdir. Lakin, sərt diskin helium ilə doldurulması prosesi bir qədər xərcli olduğundan və sərt diskin ümumi kütləsini artırdığından bu növ sərt disklərdə məlumatların bərpası mühəndislər üçün nisbətən çətin olur.
HAMR (Seagate)
Heat-assisted magnetic recording (HAMR) texnologiyasında yazma/oxuma başlığına bağlı bir nanoskopik lazer diodu istifadə edilir. Lazer diodu maqnetik xüsusiyyətini saxlaya bilən çox kiçik informasiya bitlərini diskin üzərinə yaza yaxud oxuya bilir.
Yeni HAMR texnologiyası, mühəndislər tərəfindən cari HDD texnologiyasında mövcud olan Perpendicular Magnetic Recording (PMR) adlanan bir problemi aradan qaldırmaq üçün ərsəyə gətirilmişdir. PMR, çox yaxın yerləşdirilmiş informasiya bitlərində öz-özünə maqnetik polarizasiyanın dəyişməsi hadisəsidir. HAMR texnologiyasında isə, diskdə otaq temperaturunda stabil informasiya bitləri yaradılır və öz-özünə polarizasiya problemi aradan qaldırılır.
Xüsusilə, Seagate şirkəti tərəfindən ərsəyə gətirilən HAMR texnologiyasında, 752°F (400°C) qədər yüksək temperatura dözümlü şüşə əsaslı disklər və temperatur ötürülməsini daha asan idarə etmək üçün kiçik radiator lövhələri (Heat Sink) istifadə olunur.
HAMR texnologiyası əsasında, diskdə yerləşdirilə bilən informasiya sıxlığı kvadrat inç başına (Tbpsi) 2 ilə 5 terabit arasında dəyişir. Bu rəqəm standart sərt disklərdəki məlumat yerləşdirmə sıxlığından təxminən 3 dəfə yüksəkdir. Seagate şirkəti, HAMR texnologiyasındakı irəliləyişlər nəticəsində, on ildən sonra 10 Tbpsi sıxlığa qədər çatan HDD-lər istehsal edə biləcəyini açıqlamışdır.
MACH.2 (Seagate)
Seagate şirkəti tərəfindən ərsəyə gətirilən MACH.2 texnologiyası məlumat oxuma/yazma performansını artıran xüsusi multi-aktuator texnologiyasıdır.
Ənənəvi sərt disk yaddaş qurğuları, yazma/oxuma prosesi zamanı eyni anda yalnız bir mövqeyə hərəkət edən tək ədəd aktuator istifadə etdiyi halda, MACH.2 iki ədəd müstəqil aktuatora malikdir və bu aktuatorlar diskin fərqli mövqelərinə eyni anda keçə bilər. Bu sistem, diskin giriş/çıxış əməliyyatları sayını (IOPS) iki qatına çıxarır, məlumat ötürülməsini sürətləndirir və gecikməni azaldır.
Seagate-in performans ölçmələri nəticəsində, MACH.2-nin iki ədəd tək-aktuatorlu qurğulara nisbətdə 40% daha az enerji sərf etdiyi və hətta 15 min ədəd qurğudan 60% daha sürətli olan 480 MB/sn’lik daimi bir məlumat ötürülməsi təmin etdiyi məlum olmuşdur. Bu parametrlər, sənaye tələbatından təxminən 20 dəfə daha yüksəkdir.
MAS-MAMR (Toshiba)
Microwave-assisted magnetic recording (MAS-MAMR), Toshiba tərəfindən ərsəyə gətirilən və Western Digital tərəfindən istifadə olunan digər bir yeni nəsil məlumat saxlama texnologiyasıdır. MAMR-in əsas məqsədi, həm istehsalçıların performans və etibarlılıq tələbatlarını qarşılayaraq həm də məlumatın diskdə yerləşmə sıxlığını artıraraq, HDD-lərin məlumat saxlama həcmini yüksəltməkdir.
Texniki nöqteyi-nəzərdən, MAS-MAMR-in iş prinsipi, yüksək dəqiqliklə istiqamətlənmiş, sıx mikrodalğa enerjisinin qısa-qısa ani yayılmasına əsaslanır. Enerji, diskin üzərindəki bitlərin maqnetik yönünü dəyişdirən və eyni fiziki sahədə daha çox məlumatın saxlanmasını təmin edən bir cüt Spin Torque Oscillator (dual FGL STO) adlanan başlıqdan ötürülür.
Toshiba, MAS-MAMR texnologiyası ilə 30 terabaytı aşan HDD-lər istehsal edə biləcəyini iddia edir. Demo modellər, 4 Tbpsi-nin üzərində məlumat sıxlığı parametrləri ilə stabil performans göstərmişdir. Lakin, inkişaf getdikcə, daha yüksək rəqəmlər gözlənilməkdədir.
NVMe HDDs
Son zamanlardakı digər bir önəmli irəliləyiş, SATA vəya SAS protokolları yerinə, daimi yaddaş express protokollarının (NVMe) istifadəyə verilməsidir.
NVMe adətən SSD-lərə məxsus olsa da, artıq HDD-lərin də NVMe-ə keçməsi, məlumat mərkəzlərində daha çox standartlaşmalara səbəb olacaqdır. Bu isə, maliyyə sərfiyatının azalması, ümumi performans artımı və yüksək səviyyədə enerjiyə qənaət deməkdir. Bundan başqa, NVMe multi-actuator texnologiyasını da dəstəkləyir.
2023-cü ildə Seagate, disk kontrolleri daxilində NVMe protokolu inteqrasiya olunmuş ilk modeli tanıtdı.