Tecnologias de armazenamento do futuro, parte 1: discos rígidos HAMR

Por Pedro Cipoli | 06 de Maio de 2016 às 22h30

Por vezes perdemos a noção da velocidade com que a tecnologia evolui. O nome "Deskstar 7K1000" te faz lembrar de alguma coisa? Trata-se do primeiro disco rígido de 1 TB do mundo fabricado pela Hitachi – que pode ser considerado completamente obsoleto nos dias atuais, tendo sido anunciado pelo valor módico de US$ 345. Décadas atrás, você diz? Nada. Ele chegou ao mercado em 2007, sendo um dos modelos de maior capacidade que o consumidor poderia comprar, hoje estando presente em praticamente qualquer notebook de médio porte que o usuário compre.

Aliás, 2007 foi um ano importante para os SSDs também, quando a atenção tanto das indústrias quanto dos usuários começou a crescer exponencialmente, assim como as vendas. Ainda se tratavam de produtos extremamente caros e praticamente ausentes em desktops, com espaço reservado somente para alguns poucos notebooks e alto desempenho. Eram tidos mais como curiosidade de entusiastas do que, propriamente, produtos comercialmente acessíveis para a grande maioria.

Atualmente, usuários fazem upgrades de SSDs em suas máquinas, trocando discos rígidos de 2,5'' por SSDs de forma bastante fácil por reconhecer que esse é um dos melhores upgrades que uma máquina pode receber. Ainda estão longe de serem acessíveis como HDs, mas certamente deixaram de ser um item de luxo, oferecendo capacidades razoáveis a preços até interessantes, algo que a explosão de consumo de smartphones e tablets ajudou e muito, obrigando os fabricantes a reduzir seus custos e melhorar a qualidade dos SSDs em nível exponencial.

Estamos falando de um intervalo de tempo de menos de 10 anos, em que muita coisa aconteceu. Padrões de conexão mudaram, máquinas ficaram brutalmente mais velozes, e a tecnologia em si chegou a patamares que qualquer pessoa de 10 anos atrás diria se tratar de ficção científica. Já exploramos o que há de melhor atualmente, quando falamos de armazenamento, assim como oferecemos dicas sobre o tema em nossa série de upgrades, mas agora está na hora de conhecermos o próximo passo do armazenamento.

Discos de 20 TB até 2020

A dualidade entre capacidade e desempenho parece estar longe de estar chegando ao fim. Muitos previam que, eventualmente, as duas necessidades iriam convergir, com HDs tão rápidos quanto SSDs, e SSDs com tanta capacidade quanto HDs, mas parece que isso não vai acontecer. Ao que tudo indica, os dois extremos se distanciarão ainda mais, o que não chega a ser algo ruim, já que são focos de usabilidade diferentes, sendo uma boa opção deixar que cada uma mostre o que tem de melhor.

Este é o caso da tecnologia HAMR (Heat-assisted magnetic recording - gravação magnética assistida por calor), foco de trabalho tanto da Seagate quanto da Western Digital, os dois maiores players do mercado atualmente. Segundo Mark Re, chefe de tecnologia da Seagate, esse parece o próprio estágio de HDs de alta capacidade: "HAMR é a nossa próxima tecnologia que manterá a nossa marcha sobre a curva de densidade de dados. Nós transitamos entre tecnologias a cada 10 anos, mais ou menos."

Trata-se de uma tecnologia desenvolvida pela Seagate, que permite, em teoria, aumentos generosos na capacidade de armazenamento dos discos atuais, que podem chegar a 60 TB de espaço em discos de 3,5'', voltados tanto para desktops quanto servidores, e até 20 GB em discos de 2,5'', usados em notebooks. É de uma quantidade gigantesca de jogos da Steam que estamos falando aqui, em especial quando consideramos que os 20 TB de armazenamento consistem na previsão conservadora da Seagate.

O fator limitante é que, conforme a densidade de dados por polegada aumenta, o mesmo ocorre com a taxa de erros de leitura e escrita. Esse problema tem um nome, chamado "superparamagnetismo", um nome longo que descreve um fenômeno bastante simples. Discos rígidos usam magnetismo para escrever dados em forma de bits, que podem ser "0" ou "1", com longas linhas de dados sequenciais usadas para armazenar informação. Com a tecnologia atual, se eles estiverem muito próximos um do outro, certos bits podem mudar seu valor de "0" para "1" devido a influências dos bits adjacentes, e vice versa, onde ocorre o erro.

HAMR

Os próprios discos devem ser completamente remodelados.

O HAMR, em teoria, neutralizaria esse problema com uma abertura especial na leitura/escrita de dados chamada NFT (Near-Field Transducer), que permite a concentração de uma quantidade enorme de dados na menor área possível, garantindo que os bits vizinhos não alterem seu estado original. Por si só, essa tecnologia já garante um incremento previsível na capacidade de armazenamento dos discos, mas exige uma completa reformulação da sua estrutura interna. E, como qualquer avanço significativo, será bastante caro a princípio.

Atualmente já temos discos de 8 TB à venda em diversos lugares, mas eles estão longe (muito longe) de serem acessíveis, já que alguns modelos ultrapassam facilmente a casa dos R$ 3.000, quase o dobro do valor de nossa máquina mais básica para jogos, mas sendo apenas um dos 4 discos de armazenamento de nossa máquina mais cara, fora os SSDs. Ou seja, se a tecnologia atual já é cara, imagine quanto custarão os primeiros discos de 20 TB quando eles chegarem ao mercado.

HAMR

O cabeçote de leitura e escrita terá um design completamente novo.

Em relação à tecnologia em si, os HDs que usam o HAMR ditarão as tendências para a próxima década, quando serão substituídas, mantido o cronograma, paulatinamente pela tecnologia HDMR (Heated-Dot Magnetic Recording, uma combinação do HAMR de última geração com o BPMR (Bit Patterned Magnetic Recording), que aumentará a densidade de armazenamento em 10x em relação ao valor atual. Isso significa que discos de 80 TB de armazenamento ser tornarão comuns, segundo as previsões mais conservadoras.

HAMR

Fabricantes de discos rígidos já contam com um planejamento até 2025, quando a tecnologia HDMR começará a aparecer.

De qualquer forma, vale deixar claro que a função dessa nova tecnologia continua a mesma: maximizar a capacidade de armazenamento, não se preocupar com a velocidade. A escolha entre capacidade e desempenho continuará presente, já que continuarão usando a mecânica como forma de funcionamento padrão, com produtos destinados a quem deseja maximizar a quantidade de dados armazenados, reservando o desempenho para os SSDs.

Na parte 2 deste artigo veremos as tecnologias voltadas para desempenho, com foco no que podemos esperar da evolução dos SSDs.

Fontes: HowToGeek, StorageSearch, ComputerWorld