生成式AI的爆炸式发展让以往容易被忽略的存储问题站在了前台——相比于庞大的算力需求,存储需求大有超越之势,甚至被称作AI时代的大基建——人工智能通过学习大量的数据,来实现自动生成各种内容,如文本、图像、音频、视频等,而其产生的数据量是几何规模的爆炸式增长,所以,提高存储容量是最为迫切的事情。希捷作为全球存储领域的领导者,对数据存储是最有发言权的。早在2013年SMR大行其道之时,希捷就已经将目光投向了更为先进的存储技术——HAMR,而今天银河Exos M 30TB硬盘的出现,就是基于HAMR这个前沿技术的具体成果。
HAMR即热辅助磁记录技术,通过像激光灯一样加热磁头来实现更大单碟磁密度,这和SMR叠瓦式技术有着本质区别。希捷将包含HAMR在内的技术集成命名为魔彩盒技术平台,以实现磁存储介质的更高密度、更强的可扩展性和更低的总体拥有成本。
魔彩盒技术平台不仅仅只有HAMR技术,它汇聚了一系列突破性的存储技术,将材料和记录技术融汇实现全面的创新,目前磁盘的单碟密度已经达到了3TB的水准,根据希捷的技术发展蓝图来看,未来还要实现单碟4TB甚至5TB以上的存储密度,这将进一步推动磁介质存储技术的发展和应用。
希捷魔彩盒平台是热辅助磁记录(HAMR)技术的集大成者,比如让单碟容量轻松突破3TB大关,并为未来40TB、50TB甚至更高容量硬盘铺平道路。这不仅仅是一次容量升级,更是存储行业的一次革命性飞跃。
铁-铂超晶格介质:让数据位“小而稳”的秘密
要实现更高的存储密度,就必须把每个数据位做得更小。但物理学告诉我们:颗粒越小,越容易受热扰动而翻转,导致数据丢失。传统介质材料已经走到极限。希捷的解决方案是采用全新的铁-铂超晶格结构。这种层层叠叠的原子级合金大幅提升了介质的磁矫顽力,让极小的磁颗粒也能牢牢锁住数据。即使在高温环境下,也能保持极高的稳定性。这项技术让硬盘敢于使用更小的颗粒,实现前所未有的面密度,同时数据可靠性丝毫不打折扣。
等离子写入器:纳米级“热笔”精准落墨
新介质虽然稳,但也变得“更硬”,普通磁头已经无法写入数据。这时候就需要HAMR的核心武器——等离子写入器登场。它内置一个纳米光子激光器,发出光脉冲后,通过光子漏斗和量子天线,将能量聚焦成直径仅35纳米的微小光斑。介质局部瞬间被加热到400℃以上,磁性暂时降低,磁头轻松完成写入;不到2纳秒,温度又迅速降回常温,避免影响周边数据。这种“瞬热瞬冷”的精准操作,不仅解决了高密度写入难题,还巧妙控制了散热,让硬盘长时间高负荷运行也游刃有余。
第7代自旋电子读取器:捕捉最微弱的磁信号
写入再小的数据,如果读不出来就毫无意义。随着颗粒缩小,磁信号变得越来越微弱,传统读取头已经力不从心。魔彩盒搭载了全球最小、最灵敏的第7代自旋电子读取器。它采用先进的量子技术,能精准感知纳米级磁场变化,即使在超高密度轨道上,也能快速、准确地将数据读出。这项技术与写入器高度集成,确保了整个读写链路的完美平衡。
12nm集成控制器:整个系统的“大脑”
要让以上所有尖端部件和谐共舞,需要一个强大而高效的指挥中心。希捷为此量身打造了12nm制程的专用片上系统(SoC)控制器。相比上一代,它性能提升了3倍,能更快处理数据、更精确控制磁头定位,还优化了功耗和安全性。正是这个“小芯片”,让魔彩盒的全部潜力得以充分发挥。
正是这四大技术的完美协同,让魔彩盒不仅容量暴增,每TB功耗降低60%(从10TB的Exos X10升级到30TB的Exos M硬盘)、碳排放减少55%,还保持了企业级硬盘一贯的可靠与耐用。
打开Diskinfo可以看到希捷银河Exos M 30TB硬盘的基本信息,型号为ST30000NM004K,标称容量达到了30000GB(1000进制),其采用标准SATA接口,为低成本部署超大容量存储提供更多便利。
希捷银河Exos M 30TB采用SATA接口
当然了,SATA硬盘的S.M.A.R.T信息监控、NCQ原生队列等技术要素一应俱全,注意Streaming,这是专为连续大块数据流设计的扩展命令集,属于 ATA-8/ACS 标准中的可选特性,它允许主机(操作系统或软件)指定每个流操作的实时性能要求,尤其是针对视频流需求大有裨益。
Diskinfo磁盘信息
磁盘管理界面下显示它的容量为2739.98GB,这是因为系统是以1024进制计算的结果。
磁盘管理
使用NTFS格式化后,可用空间为27.2TB——此为NTFS文件系统元数据开销占据了一部分空间,使用XFS格式化是27.93TB、ext4则是27.84TB(日志 + inode 表预留占用)、Btrfs则是27.80TB(元数据 + 子卷预留占用),ZFS(单盘)则是27.75TB(取决于 ashift、recordsize 等),所以不同格式下都有不等的磁盘占用。
格式化容量
基础读写性能,在DiskMark下,顺序读速度达到了293.54MB/s、顺序写入速度也达到了279.89MB/s,这已经是当下机械硬盘的速度极限了。
DiskMark测试
换用TxBench测试,希捷银河Exos M 30TB硬盘的读取速度达到了256.525MB/s、写入速度则是291.513MB/s——不同软件的读写算法不同,结果也会略有差异。
TxBench测试
Atto Benchmark下,写入速度最高可以达到275MB/s左右、读取速度则可以稳定在275MB/s~278MB/s的水平。
Atto Benchmark测试
HD Tune Pro软件中,基准测试读取速度平均为209.8MB/s,外圈最高速度突破了288.3MB/s,内圈速度也达到了116.6MB/s;
HD Tune Pro基准测试读取
基准测试写入平均速度为215.5MB/s,外圈最高可以达到289.8MB/s,内圈写入速度也有126.7MB/s,另外注意响应时间仅为5.24ms;
HD Tune Pro基准测试写入
HD Tune Pro随机读取测试中,希捷银河Exos M 30TB硬盘表现良好;
HD Tune Pro随机存取读取测试
值得注意HD Tune Pro随机存取写入测试,希捷银河Exos M 30TB硬盘的4K随机写入可以达到3.6MB/s;
HD Tune Pro随机存取写入测试
HD Tune Pro附加测试读取中,希捷银河Exos M 30TB外圈顺序读取速度为251MB/s、中圈顺序读取速度231MB/s、内圈顺序读取速度117MB/s;
HD Tune Pro附加测试读取
HD Tune Pro附加测试写入,希捷银河Exos M 30TB外圈顺序写入速度为251MB/s、中圈顺序写入速度231MB/s、内圈顺序写入速度118MB/s;
HD Tune Pro附加测试写入
最后是HD Tune Pro文件基准测试,文件长度设置为1000MB,顺序读取速度达到了274MB/s、顺序写入速度也有270MB/s的水平,表现优秀。
HD Tune Pro文件基准测试
希捷银河系列硬盘是可以实现7×24小时全年无休的工况,且多应用于RAID 阵列、NAS 集群、云存储设计,主打全时耐用、功能全、寿命长的特点,这是和其他硬盘的显著区别。
需要特别说明,希捷银河Exos M 30TB硬盘规格为3TB×10盘片设计,它的复杂性远超以往、技术含量也是业界独一份的存在,尤其是魔彩盒基于HAMR热辅磁技术,目前尚无任何竞品可与之相提并论——长达十余年的前瞻技术开发,让希捷在AI需求狂潮的当下更具优势。