希捷硬盘未来或采用PCIe接口和NVMe协议,传输速度大大提升

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  • 2021-09-01 11:18:06

硬盘容量越来越大,但读写速度却没有明显的提升,这主要是受到了机械活动部件的物理限制。尽管一块硬盘内可以塞入多达9张盘片和对应的磁头,但所有的磁头臂都是同步摆动的,也就是说,机械硬盘读写数据无法做到固态硬盘那样在闪存芯片间并发进行。

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希捷今年推出的MACH.2双执行器技术给希捷机械硬盘提速带来了希望。希捷首席执行官戴夫莫斯利最近更是暗示,未来会推出两个以上执行器的机械硬盘。

以Exos 2X14为例,它内部含有8张盘片,磁头臂分成两组,每组可以独立寻道和读写,从而将顺序存取速度从261MB/s提高到483MB/s、随机存取IOPS从80翻倍提高至160。

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既然盘片很多,磁头臂也很多,能不能让每个磁头臂都实现独立寻道和读写呢?这个目前还很难,因为额外的控制机构占用了硬盘内的空间,原本3.5寸硬盘可以塞入9张盘片,加入MACH.2技术后最多只能塞入8片,增加磁头臂数量会进一步减少盘片容量,进而影响到硬盘的最大容量。

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上图中的E-block间隙就是引入多执行器技术后产生的额外空间开销。虽然MACH.8暂时没有机会实现,但我们可以推算3执行器(MACH.3?)或4执行器(MACH.4?)可以带来的性能提升:顺序存取速度705MB/s或927MB/s,随机存取240 IOPS或320 IOPS。

这些预期速度已经远远超过了SATA接口所能提供的带宽,尽管依然处于SAS接口所能覆盖的范围之内,但未来使用多执行器技术的高性能机械硬盘更有可能直接采用PCIe接口和NVMe协议。

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今年6月问世的NVMe 2.0标准中已经正式纳入了对旋转媒体,也就是机械硬盘的支持。机械硬盘使用和固态硬盘相同的接口和协议,对于企业级存储架构来说会更加方便。不过短时间内我们不能期待它会下放到消费级硬盘,从希捷MACH.2的情况来看,增加一个执行器需要的额外的音圈马达等组件,制造成本上升了26%。


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