Há anos, os fabricantes de armazenamento de estado sólido nos dizem que as unidades de disco rígido (HDDs) têm uma vida útil limitada, pois seu desempenho é eclipsado pela memória flash.

Contra isso, os fabricantes de discos rígidos continuam aumentando sua capacidade e oferecendo custos mais baixos por terabyte de armazenamento, o que manteve os HDDs em uso na maior parte do armazenamento.

"No Data Center e no ambiente corporativo, no momento, cerca de 90% de todos os dados ficam em unidades de disco", diz BS Teh, diretor comercial da Seagate. "Sempre se fala em tecnologia que assumirá o controle das unidades de disco, mas acho que com a inovação, sempre provou ser o armazenamento de capacidade em massa preferido."

Hora do HAMR

Ele está conversando com a DCD porque tem um anúncio a fazer: "Esse não é um anúncio de tecnologia qualquer", diz Teh. Eu classificaria isso como uma das mudanças tecnológicas mais impactantes e significativas que a indústria [de discos rígidos] já viu, em toda a sua história".

Essa é uma afirmação importante, mas ele está falando sobre gravação magnética assistida por calor (HAMR), uma tecnologia que deve dobrar a capacidade dos HDDs, aumentando mais uma vez a densidade dos dados que eles podem conter.

"Estamos reduzindo o tamanho das partículas magnéticas e também as apertando muito mais", diz ele. "O resultado é um aumento dramático na densidade da área".

Os fundamentos da técnica são fáceis de explicar. Os HDDs funcionam escrevendo e reescrevendo a polaridade magnética de minúsculos grãos nos pratos do disco enquanto giram. A densidade aumenta à medida que as partículas ficam menores, mas também aumenta o risco de que os grãos percam seu magnetismo ou sejam remagnetizados por leituras e gravações próximas.

"Se você colocar duas partículas magnéticas muito próximas, elas se tornam instáveis", diz Teh. "Isso é apenas física".

É possível magnetizar grãos menores, em um meio de liga de platina, mas há um problema. Não funciona à temperatura ambiente. O HAMR contorna isso aquecendo rapidamente um pequeno ponto no meio, para que possa ser magnetizado, e depois deixando-o esfriar e estabilizar.

"Para aumentar a temperatura para que você possa escrever nela", explica ele, "usamos um feixe de laser que zapeará a broca magnética e a aquecerá para que possamos ler e escrever".

HDDs estagnados

É um momento significativo porque, francamente, os HDDs estão em crise.

As remessas de HDDs vêm caindo nos últimos dois anos e a receita da Seagate caiu 50%. Para ser honesto, alguns podem estar se perguntando se devemos nos preocupar com sua nova mudança.

Teh acha que os HDDs foram atingidos por uma desaceleração geral da economia, problemas na rede de suprimentos e também um período durante a pandemia de Covid em que os clientes compraram demais: "O fato é que os últimos anos foram um período muito difícil para a indústria."

Nesse contexto, o HAMR, que a Seagate está lançando sob o nome de Mozaic 3, não é tão novo e surpreendente. A Seagate planejou entregá-lo pela primeira vez em 2009, e essa Data foi adiada para 2015, 2019 e 2021. O DCD ouve falar sobre isso há anos.

Teh explica: "Acho que há dois desafios. O número um é produzir a tecnologia. Foram mais de 20 anos de P&D e centenas de milhões de dólares em investimentos, a partir do ano 2000".

Em segundo lugar, diz ele, há a "inovação contínua da tecnologia existente". Graças à adição de hélio e outros ajustes, "a tecnologia mais antiga continuou a ter pernas, então fomos capazes de estender o ciclo de vida da tecnologia e impulsionar a transição da plataforma".

Juntamente com o desenvolvimento do HAMR, houve outras ideias, incluindo um paliativo chamado gravação "shingled" e gravação magnética assistida por micro-ondas (MAMR), que ele vê como tecnologias de "ponte": "MAMR não é uma tecnologia que permitirá que você vá de A para B, mas pode levá-lo de A para A +", argumenta Teh.

Aumento da demanda

Agora é a hora de anunciar a mudança porque a IA exigirá mais armazenamento, especialmente à medida que passa do foco no treinamento para a inferência (aplicativo): "O treinamento é muito centrado na GPU e na computação, mas quando você passa para a inferência, onde você está realmente usando os modelos, seu requisito de computação cai drasticamente. Você não precisa dessas GPUs caras para executar todas as consultas, e elas se tornam cada vez mais centradas em dados, porque você está gerando e criando mais dados à medida que usa o aplicativo."

Entre 2022 e 2026, ele acredita que a "esfera de dados" global (o armazenamento total do mundo) mais que dobrará. O HAMR permitirá isso, diz ele: "Com a tecnologia HAMR, podemos dobrar o crescimento que vimos nos últimos 10 anos".

Nos últimos tempos, diante da demanda fraca, as densidades aumentaram menos de 10% ao ano, explica Teh: "Agora, estamos falando em dobrar isso para mais de 20% CAGR da densidade de área", ele sorri. Em outras palavras, em cerca de quatro anos, você pode ver uma duplicação da capacidade em densidade de área e, consequentemente, no tamanho da unidade de disco que você vê.

Além de maiores capacidades, o HAMR também atenderá às demandas por espaço e energia, diz ele. Os HDDs terão mais armazenamento nas mesmas unidades de tamanho, que têm essencialmente o mesmo custo e pegada ambiental.

"Para um determinado espaço físico, você pode aumentar a quantidade de capacidade que pode implantar em um Data Center", diz ele, "Se você retirar todas as unidades de 16 Tbyte e substituí-las por unidades de 30 Tbytes, economizará imediatamente 40% em Watts por terabyte".

Ele acha que as novas unidades terão a mesma vida útil, durando cerca de 10 anos: "Temos todos os motivos para acreditar que será tão confiável ou até mais confiável do que as gerações anteriores".

Adicionar pequenos lasers ao cabeçote de leitura/gravação adicionará um incremento ao preço, ele admite. Embora a Seagate tenha produzido os novos cabeçotes e mídia internamente, juntamente com os chips controladores, o laser é novo: "Nunca usamos um laser antes e fomos com um parceiro externo para desenvolvê-lo".

O parceiro produz lasers rápidos e focados o suficiente para operar em grãos minúsculos que se movem em alta velocidade e pequenos o suficiente para serem montados no cabeçote de leitura/gravação. Com o tempo, a Seagate fará seus próprios lasers: "Sentimos a necessidade de desenvolvê-lo internamente também, para complementar o parceiro externo que temos".

Preço e espaço

Quanto ao preço, ele diz: "O custo geral por terabyte ainda é menor do que as gerações anteriores, direi que não há prêmio - na verdade, você obtém benefícios de TCO ao mudar para a nova plataforma em comparação com a plataforma mais antiga com base no custo por Tbyte".

As primeiras unidades de qualificação já estão sendo enviadas e Teh espera que os principais clientes as comprem em quantidade até o final do 1º trimestre de 2024. Os primeiros clientes serão grandes fornecedores de serviços em nuvem, mas, eventualmente, as unidades de baixo custo terão HAMR.

"Estamos criando variações da unidade", diz ele. "Hoje, se você fosse comprar um disco rígido de 12 TB, provavelmente precisaria de um com pelo menos seis pratos dentro. No futuro, lançaremos variantes de unidade com menos pratos, para que você possa obter 12 TB com cinco discos ou menos, o que realmente o torna um produto de custo mais baixo”.

Outros fornecedores seguirão com o HAMR, diz ele: "Certamente esperamos que o façam, porque isso será benéfico para a indústria".

Por enquanto, porém, Teh diz que a Seagate é "a única empresa que tem essa tecnologia disponível comercialmente".

Ele diz: "Somos os primeiros a anunciar e enviar um produto de disco rígido de três terabytes. E a boa notícia é que temos produtos subsequentes que crescerão para quatro terabytes por disco e cinco terabytes também”.

"Esse não é apenas um disco de uma nota só. É uma nova plataforma, um ponto de inflexão que nos levará a lugares maiores e melhores”.

De olho na concorrência

As unidades de estado sólido continuam a se expandir - e sua presença claramente teve um papel maior no mercado em declínio de HDDs do que Teh gosta de admitir.

"Nossa opinião é que todos os dispositivos que estão em produção em massa hoje têm um papel a desempenhar", diz ele, acrescentando fita adesiva à variedade de opções. "É tudo de cortesia. Não vemos um cenário em que uma tecnologia assuma completamente a outra".

O HAMR permitirá que os HDDs mantenham sua vantagem de preço, ele diz: "O estado sólido é pelo menos cinco vezes mais caro. Se você é um fornecedor de serviços em nuvem e está vendendo bits gigabytes por dólares, não pode pagar cinco vezes mais por gigabyte".

Considerando a possibilidade de que todos os HDDs sejam substituídos por unidades de estado sólido, ele diz: "Eles terão que investir mais de 200 bilhões de dólares (1,2 trilhões de reais) em capex apenas para ter capacidade suficiente - e considerar a quantidade de tempo para realmente colocar as fábricas em funcionamento. Não, a indústria não tem dinheiro para investir US $ 200 bilhões.

"Com o tempo, sim, o estado sólido terá uma porcentagem maior da participação geral. Mas não, não vai substituir os discos rígidos por muito, muito temp.".

Esse recurso apareceu pela primeira vez na edição 52 da DCD Magazine. Clique aqui para ler a revista na íntegra.