Snabba och rymliga heliumfyllda hårddiskar redo för lyft

Datalagringsföretag HGST har börjat tillverka en hårddisk på sex terabyte som har 50 procent större lagringskapacitet och använder cirka 20 procent mindre ström än konventionella hårddiskar. Hemligheten bakom detta språng framåt i prestanda? Pumpar drivenheterna fulla med helium.

Sätt upp: Heliumfyllda hårda dyk kan innehålla fler tallrikar. Den som visas här har sju, snarare än de vanliga fem.

Helium minskar friktion, vibrationer och andra mekaniska problem som begränsar lagringstätheten för konventionella hårddiskar. Det gör också hårddiskar mindre energikrävande.

Hårddiskindustrin har tittat på helium sedan 1970-talet, men inget företag har någonsin kunnat få det att fungera eftersom helium har en tendens att läcka ut ur vilken behållare den än är placerad inuti - samma fenomen som får födelsedagsballonger att sjunka några få. dagar efter ett firande. Resultatet för en heliumfylld hårddisk är allvarligare: den slutar fungera.

HGST, med huvudkontor i San Jose, Kalifornien, säger att de har övervunnit dessa utmaningar och producerar hårddiskar som garanterat håller i fem år. Företaget ökar sakta produktionen av hårddiskarna för sina första kunder, inklusive kinesiska telekommunikationsföretag Huawei , Europeiska fysikinstitutet CERN , och datortillverkare Hewlett-Packard .

Heliumfyllda hårddiskar kan vara tilltalande för datacenter och företag som banker och försäkringsbolag som hanterar stora mängder information. De nya enheterna bör öka lagringskapaciteten samtidigt som strömförbrukningen är i schack, säger Fang Zhang , analytiker på IHS Global Insight .

Under 2013 kommer hårddisktillverkare att leverera enheter med en total kapacitet på cirka 750 miljarder gigabyte. Zhang räknar med att det år 2020 kommer att finnas en efterfrågan på 3 500 miljarder gigabyte datalagring, varav 60 procent kommer att lagras i molnet i datacenter, jämfört med 20 procent idag.

Staplade inuti en hårddisk finns magnetiskt mönstrade tallrikar, som var och en har en arm upphängd över sin yta. Ett läs-skrivhuvud svävar över tallriken väldigt nära men utan att röra - ungefär en nanometer bort - och använder ett magnetfält för att läsa och skriva information. Dessa små skalor och de höga rotationshastigheterna (hårddiskskivor snurrar med cirka 7 200 rpm) gör hårddiskdesignen mycket knepig.

När skivorna på en hårddisk börjar röra sig, börjar luften som omger skivans yta också att rotera. En hårddisk som snurrar i luft möter motstånd och tenderar att fladdra, vilket belastar motorn och kräver mer kraft. Eftersom helium flödar bättre än luft upplever drivenheter fyllda med gas mycket liten friktion och armarna drabbas av mindre turbulens.

Om armen vibrerar med ens en nanometers amplitud är du skålad, säger Hossein Haj-Hariri , professor i maskinteknik vid University of Virginia i Charlottesville, som har modellerat vätskedynamiken hos luft och helium i hårddiskar. Helium rinner över och bakom armen och turbulensen i helium avtar snabbt, säger han.

Lägre vibrations- och friktionsnivåer betyder lägre strömförbrukning, lägre driftstemperaturer och högre lagringstäthet eftersom en stadigare arm kan sänka sig till en viss plats på den stadiga tallriken med finare rumsregistrering. Med färre tendenser att fladdra kan skivorna även göras tunnare, så att de passar bättre i samma fodral. De nya enheterna innehåller två extra plattor, för totalt sju.

Jämnare mekanik resulterar också i driftstemperaturer som är 4 °C lägre än konventionella hårddiskar. HGST säger att enheterna kan leda till en minskning med 49 procent av förbrukningen av watt per terabyte lagrad för ett datacenter.

Siffrorna är inte förvånande för analytiker och forskare som har arbetat med heliumteknologi under de senaste fyra decennierna. Folk har ständigt pratat om fördelarna med helium men har inte kunnat få det att fungera eftersom det undkommer höljet med tiden, säger Frank Talke , professor vid University of California, San Diego, Centrum för magnetisk registreringsforskning , som arbetade på ett tidigt helium-hårddiskprojekt på IBM på 1970-talet.

HGST har inte släppt några detaljer om hur det tätar i heliumet, utöver försäkringar om att det är en hermetisk tätning som garanteras i fem år, men Talke säger att det ser ut som att utmaningarna har övervunnits.

Zhang är försiktig. Det beror på den verkliga prestationen, säger hon. Jag tror att vi vet om ett år.

Dölj