SEAGATE RA MẮT Ổ ĐĨA CỨNG EXOS HAMR VỚI DUNG LƯỢNG VƯỢT MỐC 30 TB

Seagate vừa thông báo ra mắt các ổ cứng Exos HAMR dung lượng trên 30 TB, đánh dấu bước tiến quan trọng sau gần năm năm kể từ khi công ty đặt mục tiêu xuất xưởng ổ cứng HAMR 20 TB vào năm 2019.

Cập nhật: Các chi tiết sản phẩm Exos Mozaic 3+ được bổ sung vào ngày 18 tháng 1 năm 2024, và thêm các thông tin chi tiết về sản phẩm vào ngày 19 tháng 1 năm 2024.

Công nghệ Mozaic 3+ của Seagate, một công nghệ phức tạp, đã mất nhiều năm để hoàn thiện và phát triển. Seagate đã dành thời gian nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo độ tin cậy, năng suất và tối ưu hóa chi phí sản xuất công nghệ này. Giờ đây, Seagate đã có thể đủ điều kiện và bắt đầu sản xuất hàng loạt các ổ cứng với 10 phiến đĩa 3 TB. Điều này mang lại cho Seagate một lợi thế dung lượng lên tới 6 TB so với đối thủ lớn trong ngành là Western Digital, công ty hiện đang cung cấp các ổ cứng dung lượng 24 TB với công nghệ ghi từ tính PMR truyền thống và 28 TB với công nghệ shingled. Seagate sẽ cung cấp các ổ cứng shingled sử dụng công nghệ HAMR ở mức dung lượng 32 TB. Sự gia tăng dung lượng ổ cứng này diễn ra trong bối cảnh nhu cầu lưu trữ dữ liệu đang gia tăng mạnh mẽ do sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo (AI). Bên cạnh đó, mối quan ngại về tiêu thụ điện năng trong các trung tâm dữ liệu cũng đang thúc đẩy khách hàng chuyển sang sử dụng các ổ cứng có dung lượng lớn hơn, giúp giảm bớt số lượng ổ đĩa và tiết kiệm năng lượng.

Ông Dave Mosley, Giám đốc Điều hành của Seagate, cho biết trong một tuyên bố: "Seagate là nhà sản xuất ổ cứng duy nhất trên thế giới có khả năng đạt mật độ diện tích 3 TB mỗi phiến đĩa và sẽ tiếp tục hướng tới mục tiêu 5 TB mỗi phiến đĩa trong tương lai. Khi các ứng dụng AI ngày càng gia tăng và yêu cầu xử lý những bộ dữ liệu lớn, nhiều công ty sẽ cần lưu trữ toàn bộ dữ liệu của mình. Để đáp ứng nhu cầu khổng lồ này, mật độ diện tích ổ cứng sẽ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết."

Hiện nay, dung lượng ổ cứng trung bình trong các trung tâm dữ liệu quy mô lớn là 16 TB, sử dụng công nghệ ghi từ tính vuông góc (PMR) truyền thống. Việc nâng cấp lên ổ cứng Exos dung lượng 30 TB sử dụng công nghệ Mozaic 3+ sẽ giúp tăng gấp đôi dung lượng trong cùng một không gian vật lý của ổ cứng, mang lại hiệu quả lưu trữ vượt trội. Giám đốc Công nghệ của Seagate, ông John Morris, cho biết: "Chúng tôi đang tiến gần đến việc đủ điều kiện cho sản phẩm đầu tiên sử dụng công nghệ này. Việc này sẽ được hoàn tất trong quý này, và điều đó có nghĩa là chúng tôi sẽ bắt đầu quá trình gia tăng sản lượng sản phẩm trong quý này."

Seagate cũng thông báo rằng công ty đang nhận được nhu cầu rất mạnh mẽ từ các khách hàng trung tâm dữ liệu, những khách hàng này dự kiến sẽ hoàn tất việc đủ điều kiện cho ổ cứng Mozaic 3+ và bắt đầu chuyển sang giai đoạn sản xuất hàng loạt. Các sản phẩm Exos dung lượng trên 30 TB sẽ được vận chuyển hàng loạt trong quý này cho các khách hàng sử dụng đám mây quy mô lớn.

Các sản phẩm Exos Mozaic 3+ sẽ được sản xuất với ba phiên bản khác nhau:

• Phiên bản truyền thống với dung lượng 24 TB và 30 TB.

• Phiên bản shingled (SMR), sử dụng công nghệ ghi chồng lên nhau, giúp ổ cứng có dung lượng cao hơn nhưng tốc độ ghi chậm hơn, dung lượng 32 TB.

• Phiên bản Hybrid SMR kết hợp giữa các khu vực ghi truyền thống và shingled, với dung lượng khoảng từ 24-30 TB, được thiết kế cho các nhà cung cấp dịch vụ đám mây (CSPs) lớn như Google.

Việc giới thiệu các sản phẩm dung lượng cao này không chỉ giúp Seagate củng cố vị thế cạnh tranh mạnh mẽ so với các đối thủ trong ngành mà còn đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về việc lưu trữ và xử lý lượng dữ liệu khổng lồ, đặc biệt là trong bối cảnh sự bùng nổ của AI và các ứng dụng đám mây.

Công Nghệ Nền Tảng

Nền tảng HAMR Mozaic 3+ của Seagate là một giải pháp công nghệ toàn diện, kết hợp nhiều thành phần tiên tiến nhằm nâng cao hiệu suất và khả năng lưu trữ cho ổ đĩa cứng thế hệ mới. Trọng tâm của nền tảng này là lớp vật liệu ghi dữ liệu được chế tạo từ hợp kim sắt-bạch kim theo cấu trúc siêu mạng (superlattice iron-platinum alloy). Loại vật liệu này được thiết kế đặc biệt với kích thước hạt siêu nhỏ, nhỏ hơn nhiều so với các vật liệu ghi từ thông truyền thống hiện đang được sử dụng trong ổ cứng. Ngoài ra, lớp vật liệu này còn có độ cưỡng bức từ rất cao, tức là khả năng chống lại sự thay đổi hướng của các cực từ ở điều kiện nhiệt độ phòng – một yếu tố quan trọng giúp ổn định dữ liệu trong thời gian dài.

Để ghi dữ liệu lên lớp vật liệu này, Seagate sử dụng một công nghệ đầu ghi đặc biệt gọi là "đầu ghi plasmonic". Cấu trúc của đầu ghi này bao gồm nhiều bộ phận hoạt động phối hợp với nhau. Quá trình bắt đầu bằng một tia laser nano-quang tử, phát ra các xung ánh sáng ở bước sóng 830 nm. Những xung ánh sáng này sau đó được dẫn qua một đường hầm quang tử (photonic tunnel) hoặc một ống dẫn sóng (waveguide) đến một thiết bị gọi là anten lượng tử, hay còn gọi là bộ biến đổi trường gần (near-field transducer – NFT). Thiết bị này có khả năng hội tụ và tập trung năng lượng ánh sáng vào một điểm cực nhỏ – chỉ khoảng 35 nanomet – trên bề mặt đĩa. Nhờ đó, khu vực này được làm nóng cực kỳ cục bộ và nhanh chóng lên đến hơn 400°C, làm giảm độ cưỡng bức từ của vật liệu tại điểm ghi và cho phép ghi các bit dữ liệu bằng cách định hướng lại các cực từ (Bắc hoặc Nam) tương ứng với thông tin cần lưu trữ.

Công nghệ HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording – Ghi từ hỗ trợ nhiệt) mà nền tảng Mozaic 3+ áp dụng, mở ra tiềm năng phát triển ổ cứng có dung lượng vượt trội mà vẫn duy trì được độ tin cậy và tính bền vững trong môi trường lưu trữ dữ liệu chuyên nghiệp như trung tâm dữ liệu, điện toán đám mây, và các ứng dụng hiệu năng cao.

Seagate đang từng bước định hình lại công nghệ lưu trữ bằng nền tảng HAMR Mozaic 3+, trong đó sử dụng một loạt các công nghệ tiên tiến nhằm nâng cao hiệu suất ghi/đọc dữ liệu và giảm thiểu tác động môi trường. Một trong những đột phá đáng chú ý của nền tảng này là khả năng tạo ra các điểm ghi dữ liệu siêu nhỏ bằng cách kết hợp hiệu ứng plasmonic với laser nano-quang tử, vượt xa giới hạn mà công nghệ quang học truyền thống có thể đạt được.

Theo ông Morris – đại diện kỹ thuật từ Seagate, trong điều kiện bình thường, hệ thống quang học chỉ có thể tập trung ánh sáng laser xuống kích thước khoảng 200 nanomet, do bị giới hạn bởi hiện tượng nhiễu xạ. Tuy nhiên, nhờ tận dụng hiện tượng cộng hưởng plasmon – nơi các photon từ tia laser tương tác với ăng-ten plasmonic và gây ra sự dao động cộng hưởng của electron – Seagate đã có thể thu nhỏ vùng năng lượng hội tụ xuống chỉ còn 35 nanomet. Quá trình này cho phép truyền năng lượng cực kỳ chính xác vào một điểm nhỏ trên bề mặt đĩa từ, tạo ra một khu vực gia nhiệt cực nhỏ nhưng đủ để làm giảm tính cưỡng bức từ của vật liệu tại vị trí đó, cho phép ghi thông tin bằng cách định hướng lại từ tính.

Hiệu ứng plasmonic này diễn ra bên trong ăng-ten lượng tử, vốn đóng vai trò như một bộ cộng hưởng plasmonic thu nhỏ. Khi ánh sáng từ laser chiếu vào bề mặt kim loại dạng đĩa, nó kích thích một dòng điện cùng với trường điện từ gọi là plasmon bề mặt. Các plasmon này di chuyển theo vành ngoài của đĩa và tập trung tại một chân kim loại cực nhỏ (chỉ 35 nm chiều rộng), được đặt gần bề mặt của lớp vật liệu ghi. Chính tại vị trí tiếp xúc này, năng lượng plasmon được giải phóng và truyền thẳng xuống bề mặt đĩa, làm nóng khu vực cực kỳ hẹp bên dưới chân kim loại, tạo ra điểm ghi dữ liệu nhỏ hơn bao giờ hết.

Sau khi bit dữ liệu được ghi, khu vực này nhanh chóng nguội đi và ổn định lại từ trường, đảm bảo thông tin được giữ chính xác và lâu dài. Chu kỳ làm nóng và làm nguội toàn bộ diễn ra trong khoảng một nanosecond – cực kỳ nhanh. Dù đĩa quay với tốc độ 7.200 vòng/phút, thời gian phát xung laser ngắn đến mức có thể coi như bề mặt đĩa đứng yên tại thời điểm ghi, giúp nâng cao độ chính xác và ổn định trong quá trình lưu trữ.

Về tương lai phát triển, Seagate đang tiến hành tích hợp dọc công nghệ laser nano-quang tử vào hệ thống đầu ghi plasmonic. Theo ông Mosley, việc tự phát triển và tích hợp công nghệ laser đặc biệt này trong nội bộ Seagate không chỉ giúp kiểm soát chất lượng tốt hơn mà còn tối ưu hóa hiệu suất, đồng thời tăng tốc độ sản xuất hàng loạt cho nền tảng Mozaic 3+.

Khi dữ liệu đã được ghi bằng công nghệ HAMR, quá trình đọc sẽ do đầu đọc spintronic thế hệ thứ bảy của Seagate đảm nhiệm. Đầu đọc này được thiết kế lại về hình dạng và kích thước để có thể đọc được các bit dữ liệu nhỏ hơn nhiều so với trước đây, đảm bảo duy trì hiệu suất và độ chính xác cao.

Điều phối toàn bộ hệ thống đọc và ghi là một vi điều khiển tích hợp (System-on-Chip – SoC) do Seagate tự thiết kế và sản xuất, sử dụng tiến trình công nghệ 12 nanomet. Bộ điều khiển này đóng vai trò trung tâm trong việc đảm bảo hiệu năng tổng thể của ổ cứng thế hệ mới.

Ngoài ra, Seagate cũng đặc biệt nhấn mạnh cam kết của mình với môi trường. Theo đánh giá nội bộ, ổ cứng Mozaic 3+ với dung lượng 30 TB có thể giúp giảm đến 55% lượng carbon phát sinh trên mỗi terabyte lưu trữ, so với các ổ cứng sử dụng công nghệ PMR truyền thống 16 TB. Điều này không chỉ góp phần giảm chi phí vận hành cho trung tâm dữ liệu mà còn phù hợp với xu hướng phát triển bền vững và thân thiện môi trường trong ngành công nghệ hiện đại.

Chi Tiết Sản Phẩm

Ổ cứng Exos Mozaic 3+ của Seagate được thiết kế với công nghệ bơm khí heli, một yếu tố giúp nâng cao hiệu quả làm mát và giảm ma sát trong quá trình hoạt động của ổ đĩa, đồng thời giúp giảm trọng lượng tổng thể của sản phẩm. Với chỉ số MTBF (thời gian trung bình giữa các lỗi) ấn tượng lên tới 2,5 triệu giờ, các ổ Exos Mozaic 3+ này đảm bảo khả năng hoạt động lâu dài và đáng tin cậy trong môi trường lưu trữ dữ liệu khối lượng lớn. Sản phẩm cũng đi kèm với chính sách bảo hành 5 năm, giúp người dùng yên tâm về độ bền và hiệu suất của thiết bị trong suốt thời gian sử dụng.

Hiện tại, các ổ Exos Mozaic 3+ chỉ hỗ trợ giao tiếp SATA 6Gbps, một chuẩn giao tiếp phổ biến nhưng có tốc độ truyền tải dữ liệu thấp hơn so với một số giao thức hiện đại hơn như SAS. Một đại diện của Seagate cho biết: “Hơn 90% trong tổng sản lượng ổ cứng dung lượng cao của chúng tôi hiện đang sử dụng giao tiếp SATA. Tuy nhiên, chúng tôi dự định sẽ bổ sung giao tiếp SAS 12Gbps cho dòng Mozaic 4+ trong năm 2025, mang đến tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn và hỗ trợ tốt hơn cho các hệ thống đòi hỏi hiệu suất cao.”

Mỗi ổ cứng Exos Mozaic 3+ được trang bị bộ nhớ đệm (cache) dung lượng 512MB, giúp tăng tốc độ ghi và đọc dữ liệu trong quá trình vận hành. Tuy nhiên, tốc độ truyền dữ liệu liên tục tối đa của dòng ổ cứng này chỉ đạt 275MB/s, thấp hơn một chút so với mẫu ổ Exos X24 dung lượng 24TB truyền thống, vốn có tốc độ lên đến 285MB/s. Tuy vậy, đại diện Seagate cũng chia sẻ thêm: “Tốc độ truyền dữ liệu và IOPS (số lượng thao tác vào/ra mỗi giây) của Mozaic 3+ hoàn toàn tương đương với các sản phẩm nearline hiện có trên thị trường. Mozaic 3+ chủ yếu tập trung vào việc tăng mật độ ghi dữ liệu, nhằm tăng giá trị cốt lõi mà các ổ nearline mang lại trong các hệ thống lưu trữ HDD, nơi dung lượng lớn và độ bền cao là yếu tố quan trọng.”

Mẫu ổ Exos Mozaic 3+ dung lượng 24TB sử dụng 8 phiến đĩa, mỗi phiến có dung lượng 3TB. Cấu trúc này cho phép tối ưu hóa khả năng lưu trữ trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất ổn định và độ tin cậy cao trong suốt thời gian sử dụng.

Hiện tại, Seagate chưa công bố tài liệu kỹ thuật chi tiết cho dòng ổ Mozaic 3+. Sản phẩm này hiện chỉ được cung cấp cho các nhà cung cấp dịch vụ đám mây (CSP) và các đối tác chiến lược, với mục đích kiểm tra và triển khai trong các hệ thống lưu trữ chuyên dụng. Tuy nhiên, Seagate cam kết sẽ phát hành tài liệu kỹ thuật đầy đủ khi sản phẩm được mở bán rộng rãi qua các kênh phân phối vào quý tới. Điều này sẽ giúp người dùng và các doanh nghiệp có thể tìm hiểu kỹ lưỡng về thông số kỹ thuật và ứng dụng của sản phẩm trước khi quyết định đầu tư vào giải pháp lưu trữ này.

Ngoài ra, dòng ổ cứng Exos Mozaic 3+ còn có một số ưu điểm khác liên quan đến khả năng tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa hiệu suất trong môi trường hoạt động liên tục. Với các tính năng vượt trội và thiết kế tối ưu, Seagate kỳ vọng sẽ cung cấp một giải pháp lưu trữ hiệu quả cho các trung tâm dữ liệu, các dịch vụ đám mây và các ứng dụng yêu cầu dung lượng lưu trữ lớn và tính ổn định cao.

Roadmap

Seagate đã công bố một lộ trình chi tiết về việc tăng dung lượng ổ cứng sử dụng công nghệ HAMR trong tương lai. Ông Morris cho biết: "Chúng tôi đang đưa ra một kế hoạch thời gian cụ thể cho việc phát triển các dòng ổ cứng Mozaic, bắt đầu với Mozaic 4, sẽ có cấu hình 4 terabyte mỗi phiến đĩa. Sau đó, chúng tôi sẽ tiến đến Mozaic 5, nơi mỗi phiến đĩa sẽ có dung lượng 5 terabyte."

Cần lưu ý rằng khi ông Morris nói "đĩa," ông đang chỉ đến các phiến đĩa trong ổ cứng, chứ không phải toàn bộ ổ cứng. Theo kế hoạch của Seagate, dòng ổ cứng Mozaic 4+ sẽ có khả năng cung cấp các ổ với dung lượng vượt quá 40 TB, mang lại một bước tiến lớn trong việc tăng cường dung lượng lưu trữ. Tiếp theo, Mozaic 5+ sẽ giúp Seagate đạt đến mốc dung lượng 50 TB mỗi ổ, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong công nghệ lưu trữ dung lượng cao, giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các trung tâm dữ liệu và các ứng dụng đám mây.

Nhu Cầu Thị Trường và Tính Cạnh Tranh Hiện Nay

Seagate đã trích dẫn số liệu từ IDC, cho thấy trong khoảng thời gian từ 2022 đến 2025, khối lượng dữ liệu toàn cầu dự kiến sẽ tăng gấp đôi. Cơn bùng nổ trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI) hiện nay được dự đoán sẽ thúc đẩy nhu cầu lưu trữ dữ liệu lên mức cao chưa từng có. Ông Morris, đại diện Seagate, cho biết: "Chúng tôi hoàn toàn kỳ vọng sẽ có sự gia tăng nhu cầu lưu trữ dữ liệu liên quan đến AI, một xu hướng có thể sẽ diễn ra muộn hơn so với sự phát triển của AI và các khoản đầu tư vào cơ sở hạ tầng công nghệ này."

Điều này có nghĩa là trong bối cảnh các trung tâm dữ liệu đang phải đối mặt với áp lực lớn để cung cấp đủ điện năng cho các máy chủ GPU, việc lưu trữ dữ liệu sẽ ngày càng trở nên khó khăn hơn. Một thách thức nữa là nguồn điện ít ỏi sẽ phải chia sẻ để cung cấp cho cả hệ thống làm mát ổ cứng. Chính vì vậy, việc trang bị cho các trung tâm dữ liệu những ổ cứng có dung lượng lớn hơn, sử dụng ít điện năng hơn (watt/TB) sẽ giúp tiết kiệm không gian và giảm bớt sự cần thiết phải làm mát nhiều ổ đĩa. Việc này sẽ giúp giảm chi phí vận hành, đồng thời tăng hiệu quả sử dụng không gian trong các trung tâm dữ liệu.

Chính những yếu tố này đã giúp Seagate củng cố vị thế cạnh tranh vững chắc hơn so với các đối thủ lớn trong ngành như Western Digital và Toshiba. Cả hai công ty này hiện đang sử dụng công nghệ Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR) để cải thiện dung lượng của các ổ cứng PMR (Perpendicular Magnetic Recording) truyền thống. Tuy nhiên, theo thông tin từ Seagate, với công nghệ này, dung lượng ổ cứng mà Western Digital và Toshiba có thể đạt được vẫn khá hạn chế.

Hiện nay, Western Digital có các ổ cứng dung lượng 24 TB sử dụng công nghệ PMR và 28 TB với công nghệ shingled (SMR), trong khi Toshiba đang sản xuất ổ cứng truyền thống có dung lượng tối đa 22 TB. So với Seagate, các công ty này vẫn còn kém về dung lượng, khiến họ gặp bất lợi trong cuộc cạnh tranh trên thị trường ổ cứng dung lượng cao.

Tuy cả Western Digital và Toshiba đều đã công bố kế hoạch chuyển sang sử dụng công nghệ HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) trong tương lai, Seagate đang đi trước một bước. Seagate có kế hoạch nâng cấp lên ổ cứng dung lượng 40 TB sử dụng công nghệ truyền thống PMR và 46-48 TB đối với các ổ cứng shingled vào cuối năm 2026, và dự định sẽ đạt mức dung lượng 50 TB cho ổ cứng truyền thống và 56-60 TB cho ổ shingled vào cuối năm 2028. Với kế hoạch này, Seagate hoàn toàn có thể tạo ra những bước tiến vượt trội và chiếm ưu thế trên thị trường trước các đối thủ, đặc biệt là với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ HAMR.

Seagate cũng đang lên kế hoạch chuyển tất cả các dòng ổ cứng của mình sang công nghệ HAMR, điều này giúp giảm số lượng phiến đĩa (platters) trong ổ cứng và qua đó giảm chi phí sản xuất các ổ cứng dưới 30 TB. Cụ thể, một ổ cứng dung lượng 20 TB với 10 phiến đĩa 2 TB sẽ trở thành ổ cứng với 7 phiến đĩa 3 TB khi áp dụng công nghệ HAMR, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí về cả phiến đĩa, đầu đọc/ghi và điện năng tiêu thụ. Việc giảm số lượng phiến đĩa cũng có nghĩa là động cơ ổ đĩa sẽ phải quay ít hơn, giảm thiểu sự tiêu tốn năng lượng.

Với những ưu thế vượt trội về dung lượng, chi phí trên mỗi terabyte và hiệu suất điện năng, Seagate hiện đang nắm trong tay những lợi thế lớn về sản phẩm so với các đối thủ trong ngành. Điều này sẽ giúp Seagate tiếp tục giữ vững vị trí dẫn đầu và chiếm lĩnh thị trường ổ cứng dung lượng cao trong tương lai, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu lưu trữ dữ liệu đang tăng mạnh nhờ sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ mới như AI và các ứng dụng điện toán đám mây.