在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的今天，人工智能已經(jīng)成為推動企業(yè)創(chuàng)新的核心技術(shù)。根據(jù)IDC預(yù)測，到2025年，中國的生成式AI軟件市場規(guī)模將達(dá)到35.4億美元。面向生成式AI與各種大模型應(yīng)用的飛速發(fā)展，企業(yè)一方面需要以更高的算力來提高模型效率；另一方面，還需要不斷升級存儲系統(tǒng)，以解決高速增長的數(shù)據(jù)存儲難題。

2024年十月，西部數(shù)據(jù)宣布正式出貨容量高達(dá)32TB的 UltraSMR HDD和容量高達(dá)26TB的CMR HDD。兩款產(chǎn)品均采用11碟架構(gòu)設(shè)計和能量輔助垂直磁記錄（ePMR）技術(shù)，成功實現(xiàn)了單盤容量的進(jìn)一步突破，為AI存儲以及超大規(guī)模云、云服務(wù)提供商和企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的存儲解決方案。對于全新的11碟架構(gòu)設(shè)計所帶來的容量提升，具體能夠為企業(yè)帶來哪些收益？本文將一一解讀。

生成式AI時代，為何還需要大容量機械硬盤

談到生成式AI和大模型存儲，很多用戶都會聯(lián)想到以性能著稱的固態(tài)硬盤SSD或高帶寬內(nèi)存HBM。那么，在生成式AI時代，為何還需要大容量機械硬盤呢？

生成式AI和大模型的應(yīng)用需要處理的數(shù)據(jù)量巨大，參數(shù)規(guī)模已達(dá)萬億級別，且仍在不斷增長。這意味著存儲系統(tǒng)必須提供足夠的容量來存儲這些數(shù)據(jù)。據(jù)IDC調(diào)研，到2028年，全球?qū)a(chǎn)出393.9ZB的數(shù)據(jù)。如何更加有效地存儲這些數(shù)據(jù)，成為企業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。

如此龐大的數(shù)據(jù)量，若全部存儲在SSD設(shè)備中，成本將非常高昂，這顯然不符合企業(yè)的要求。相比之下，機械硬盤仍具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

一是更大的數(shù)據(jù)存儲容量和更低的總體擁有成本（TCO）。隨著技術(shù)的進(jìn)步，HDD的單盤容量不斷提高。以西部數(shù)據(jù)旗下最新的企業(yè)級產(chǎn)品Ultrastar DC HC690 SMR HDD為例，該產(chǎn)品的單盤容量已達(dá)32TB，每GB的性價比更高，能夠更好地降低數(shù)據(jù)中心的存儲成本，提供經(jīng)濟(jì)高效的存儲解決方案。此外，對于溫冷數(shù)據(jù)的存儲，讀寫性能并非數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)設(shè)計的重點，在一些更注重順序讀寫的應(yīng)用場景中，HDD的優(yōu)勢不容忽略。

二是數(shù)據(jù)存儲持久性。機械硬盤因其非易失性特性，在斷電情況下也能保持?jǐn)?shù)據(jù)不丟失，這對于確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性至關(guān)重要。即使在數(shù)據(jù)丟失或損壞的情況下，從機械硬盤恢復(fù)數(shù)據(jù)通常比SSD更容易且成本更低。

三是復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性。機械硬盤在某些環(huán)境條件下可能比固態(tài)硬盤更耐用，如在極端溫度條件下。由于技術(shù)已經(jīng)非常成熟，且在許多數(shù)據(jù)中心中已廣泛部署，其可靠性和維護(hù)經(jīng)驗已被充分驗證。

如西部數(shù)據(jù)所述，AI系統(tǒng)會處理和生成海量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)都必須被高效地存儲。無論是在AI原始數(shù)據(jù)收集、攝取和存儲的輸入端，還是在AI內(nèi)容生成和保存的輸出端，HDD在這整個數(shù)據(jù)存儲生態(tài)中仍發(fā)揮著舉足輕重的作用。

技術(shù)創(chuàng)新突破容量瓶頸，為AI存儲帶來更優(yōu)選擇

眾所周知，在數(shù)據(jù)中心相同機柜中，采用單盤存儲容量越大的硬盤，不但能夠存儲更多的數(shù)據(jù)，而且還能夠有效降低數(shù)據(jù)中心的占地面積和整體功耗，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)中心的TCO。

在HDD技術(shù)的發(fā)展路徑中，研究人員主要是通過兩個方向來實現(xiàn)更大的單盤容量：其一是通過增加每片磁碟的容量密度；其二是在HDD內(nèi)裝入更多的磁碟來實現(xiàn)。西部數(shù)據(jù)一直以來也都是采取兩步走的方式，首先通過如ePMR（能量輔助垂直磁記錄）、UltraSMR、OptiNAND等技術(shù)不斷推高單碟容量，此外則是通過在機械工程領(lǐng)域的突破，在不改變標(biāo)準(zhǔn)3.5英寸HDD外殼尺寸的前提條件下，裝入更多的磁碟。

<西部數(shù)據(jù)11 磁碟架構(gòu)設(shè)計示意圖>

過往通過增加磁碟數(shù)量提升容量，主要依靠減少磁碟厚度和縮短磁碟間距的組合方案。然而，對于11碟設(shè)計而言，如果能保持磁碟厚度不變可以顯著提高制造效率。因此，西部數(shù)據(jù)并未采用減少磁碟厚度的技術(shù)方案，而是創(chuàng)新性地專注于縮短磁碟間距，即減少每兩個磁碟之間的間隙距離來提高單盤存儲密度。

HDD在運行時，磁碟最外圈會以超過80英里/小時129公里/小時的線速度旋轉(zhuǎn)，同時，帶有讀寫磁頭的機械臂會在旋轉(zhuǎn)的磁碟上方飛行，以檢索或?qū)懭霐?shù)據(jù)。西部數(shù)據(jù)介紹道，每一代產(chǎn)品的更迭，都需要更高的精密度，使HDD的讀寫磁頭能夠在旋轉(zhuǎn)的磁碟表面精確飛行，這就好比讓一架747客機在距離地面一毫米的高度飛行，而不觸及地面。

資料顯示，為了適應(yīng)磁碟間距的縮短，需要采用一個更低矮的懸掛裝置，使讀寫磁頭能夠精確穩(wěn)定地在磁碟表面飛行。為此，西部數(shù)據(jù)的開發(fā)團(tuán)隊將變更控制在最小范圍內(nèi)，以確保能夠在很大程度上保持西部數(shù)據(jù)領(lǐng)先業(yè)界的第二代三階尋軌定位系統(tǒng)（TSA）不變。

然而，僅僅是縮短磁碟間隙，這還不夠。在確定了磁碟間距之后，仍然需要額外的節(jié)省空間，來確保整體尺寸在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸范圍內(nèi)。這就要求減少硬盤基座鑄件的厚度，同時不降低整體結(jié)構(gòu)剛性。因此，西部數(shù)據(jù)的開發(fā)團(tuán)隊開始致力于限制磁碟堆疊的總高度，從而最小化對HDD機箱的影響。這涉及諸多變更——從最小化讀寫磁頭在介質(zhì)上裝載和卸載所需的空間，到與供應(yīng)鏈合作減少機械公差，以及優(yōu)化西部數(shù)據(jù)制造裝配流程中的許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

除此之外，在PCBA上，西部數(shù)據(jù)的設(shè)計團(tuán)隊尤其注意不去改變與西部數(shù)據(jù)HelioSeal技術(shù)相關(guān)的所有設(shè)計和制造工藝，從而確保新的11碟HDD能夠保持已出貨近1.5億臺的充氦氣密封HDD積累的質(zhì)量和可靠性經(jīng)驗。

對于數(shù)據(jù)中心而言，功耗是一個非常重要的考慮因素。西部數(shù)據(jù)表示，為了降低增加磁碟帶來的風(fēng)阻，在11磁碟的產(chǎn)品上還采用了新的設(shè)計，以更加符合空氣動力學(xué)原理，有效應(yīng)對多個高速旋轉(zhuǎn)磁碟所帶來的風(fēng)阻效應(yīng)，進(jìn)一步降低了整盤的功耗。

西部數(shù)據(jù)公司HDD業(yè)務(wù)機械工程高級總監(jiān)Bob Reinhart表示，在不妥協(xié)產(chǎn)品性能的前提下增加第11片磁碟，是一項了不起的成就。這不是通過簡單一兩個改變能一蹴而就的，而是需要對眾多設(shè)計元素進(jìn)行仔細(xì)檢查和優(yōu)化?？此七@只是在目標(biāo)區(qū)域節(jié)省了幾微米的空間，但正是由于眾多這些微小的改進(jìn)累積起來，才產(chǎn)生了非常顯著的成果。

多種容量供用戶選擇，豐富產(chǎn)品組合賦能企業(yè)加速創(chuàng)新

為了滿足不同企業(yè)不同應(yīng)用場景的需求，西部數(shù)據(jù)在全新的11磁碟平臺的基礎(chǔ)上，成功延續(xù)此前多代成功的硬件和固件設(shè)計，并采用了西部數(shù)據(jù)專有的ePMR、UltraSMR、OptiNAND、HelioSeal以及ArmorCache等多項創(chuàng)新技術(shù)，向市場提供了豐富的存儲產(chǎn)品和解決方案，以滿足不同用戶需求。

32TB Ultrastar DC HC690 SMR HDD是西部數(shù)據(jù)采用SMR技術(shù)的最大容量產(chǎn)品，順序讀寫性能高達(dá)257 MiB/s，閑置能耗低至5.5W，為大容量數(shù)據(jù)中心溫數(shù)據(jù)與冷數(shù)據(jù)存儲提供了高性價比的產(chǎn)品選擇。

<32TB Ultrastar DC HC690 SMR HDD>

26TB Ultrastar DC HC590 CMR HDD采用了西部數(shù)據(jù)全新一代 CMR HDD，具有高達(dá) 288MiB/s 的持續(xù)傳輸速度，閑置能耗低至 5.6W，為用戶提供了出眾的大容量以及無縫的認(rèn)證和集成能力，實現(xiàn)更高效的部署，同時保持卓越的可靠性和穩(wěn)定性。

<26TB Ultrastar DC HC590 CMR HDD>

26TB WD Gold SATA HDD是西部數(shù)據(jù)專為系統(tǒng)集成商和經(jīng)銷商設(shè)計的26TB WD Gold HDD，擁有5年有限保修和高達(dá)250萬小時的MTBF（預(yù)計），為中小企業(yè)和設(shè)計專業(yè)人士提供了卓越的性能、可靠性、耐用性和靈活的容量選擇。

<26TB WD Gold SATA HDD >

Bob Reinhart表示，新的11碟平臺在保持創(chuàng)新的同時，也更加注重產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，滿足用戶不同應(yīng)用場景的選擇。目前，CMR和SMR的產(chǎn)品容量已分別高達(dá)26TB和32TB，西部數(shù)據(jù)正在繼續(xù)邁向50+TB的征程。

寫在最后：

創(chuàng)新是推動技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的根本要素。不難發(fā)現(xiàn)，面對AI時代不斷增長的大容量數(shù)據(jù)存儲需求，西部數(shù)據(jù)正在通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，來滿足不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)存儲需求，為AI時代的數(shù)據(jù)存儲保駕護(hù)航。