大容量疯了！居然想把磁带放到硬盘，100TB+是否可以实现？

news2024/11/13 9:42:09

1.引言

上一篇关于大容量硬盘的文章（HDD最后的冲刺：大容量硬盘的奋力一搏）中，我们针对大容量硬盘研发状态，小编最近又有了新发现。WDC希望可以通过HDD和磁带结合，把盘的容量提升到100TB+。

2.数据大爆炸的时代

首先，我们先来看一组数据：现在是一个数据指数增长的时代，根据IDC数据预测，2025年全世界将产生175ZB的数据。未来5年的产生数据，将是过去所有产生数据的2倍以上。

这里面大部分数据是不需要存储的，在2025预计每年需要存储11ZB的数据。换算个容易理解的说法，1ZB是10^18Bytes, 相当于要写5556万块容量18TB的硬盘。

这些存储的数据中，仅10%认为是Hot频繁访问的数据，90%的数据都将是Warm/Cold温冷数据, 也就是不经常访问的数据。举个简单的例子，我们目前每人至少1部智能手机，里面存储大量的照片、视频、聊天记录等个人隐私数据，这些数据自产生后，我们开始可能会经常访问，在3个月以后，你还会对着数据有访问的诉求吗？这个概率基本会下降到1%以下。

从概率统计学来讲，超过3个月(90天)不再访问的数据，我们都可以称为冷数据，归档数据。每年全世界有25-35%的新增归档冷数据需要存储。这个市场的需求是非常的庞大。

目前归档冷数据的最终归属大多数是基于HDD，SMR，磁带Tape等介质的冷存储系统。冷存储系统的最大的优点就是成本低和数据保留时间长，但是也带来相应的缺点就是冷归档数据读取过程需要“解冻”，数据访问响应时间拉长。

从上图存储介质的出货量和类型数据，我们也可以看到，在2025年，机械硬盘包括SMR新型机械盘存储介质的占比仍然有50%。这么多的数据需要存储，这部分对硬盘的容量要求越来越高。对于大容量盘，除了上一篇文章（HDD最后的冲刺：大容量硬盘的奋力一搏）中提到的，硬盘厂商希捷/西数WDC/东芝在发力搞HAMR/MAMR。

3.磁带与HDD的融合

这几天，小编又无意间发现，西数WDC还在研究磁带，甚至已经取得了多项专利，涵盖硬盘和磁带驱动器的设计和机制的组合。

专利1(20200258544):嵌入式磁带驱动器

专利2(11081132): 带有HDD组件的嵌入式磁带驱动器

专利3(11393498):嵌入式磁带驱动器的磁头组装

WDC 希望摆脱磁带驱动器和磁带库，并将任何磁带变成磁盘外形规格的驱动器。这暗示了一种有趣的可能性，即将磁带驱动器的基本组件与实际的磁带介质合并，以降低磁带库固有的环境和技术复杂性，并将访问时间至少缩短一个数量级。

磁带/磁带库的运行还是比较复杂的，更多细节可以参考之前发布的关于磁带的相关文章：

新时代依然需要古老的磁带技术
LTO助推磁带大容量存储技术超越磁盘HDD
为LTO磁带而生的文件系统LTFS

针对嵌入式磁带，Western Digital 的专利建议采用标准化的外形尺寸，即 2.5 英寸或 3.5 英寸，以便数据中心和超大规模提供商更容易采用。嵌入式磁带驱动器的价格，肯定比普通的磁带要贵，但也低于企业级的硬盘。

也许最大的挑战是将这种新颖的磁带方法引入 LTO 联盟，该组织负责监督 LTO 的开发，由 IBM、HPE 和 Quantum 组成，所有这些公司可能都有不同的商业策略，需要昂贵的驱动器和廉价的磁带。

磁带的格式和技术标准，在之前有很多种类，也导致各种不兼容。为了解决这个问题，上世纪90年代，三个厂商联合研发线性磁带开放技术，LTO，Linear Tape Open。LTO标准最初有两个格式，一个Ultrium，主要负责支持大容量技术，一个Accelis，主要负责高性能。磁带被采用的原因，目前跟性能也不相关，要性能的话，早就切换固态硬盘SSD了。所以目前一说LTO，基本上大家就等同于LTO Ultrium。