Western Digital beschleunigt SATA-Festplatten auf 500 MByte/s

Festplatten schaffen in den Außenzonen bislang rund 300 MByte/s, im Vergleich zu PCIe-SSDs ist das sehr langsam: Die schnellsten M.2-SSDs kommen beim Schreiben auf fast 14.000 MByte/s. Viele in Rechenzentren eingesetzte SSDs aber verzichten auf einen beschleunigenden SLC-Cache und schreiben die Daten direkt in die Flash-Zellen; dadurch sinken die Schreibraten von QLC-SSDs teils auf deutlich weniger als 1000 MByte/s.

Western Digital (WDC, Western Digital Corporation) will seine Rechenzentrumsfestplatten nun auf eine Schreib- und Lesegeschwindigkeit von 500 MByte/s bringen. Änderungen in der Hardware sind dazu nicht notwendig, sagte der Produktchef des Unternehmens, Ahmed Shihab, im Gespräch mit heise online. Der Grundgedanke leuchtet sofort ein: Statt nur einen Kopf zu benutzen, um eine Spur zu schreiben oder zu lesen, nutzt WDC dabei mehrere und beschreibt gleichzeitig mehrere Scheiben oder liest deren Daten aus.

Bislang hat noch kein Festplattenhersteller diese Technik kommerziell eingesetzt. Die Spuren auf modernen Festplatten sind gerade noch etwa 30 Nanometer breit, auf verschiedenen Scheiben „übereinander“ liegende Spuren sind wahrscheinlich niemals wirklich an der gleichen Stelle. Erst durch den Einsatz eines sehr fein verstellbaren Gelenks an der Kopfspitze lässt sich dieser auf die richtige Position bringen – das Unternehmen setzt dazu auf den vor einigen Jahren eingeführten Triple Stage Actuator (WDC erklärt dessen Funktion in einem Youtube-Video).

Laut Shihab sind bereits solche Laufwerke bei Pilotkunden im Einsatz. Es seien keine Änderungen an der Schnittstelle oder den Gehäusen notwendig, sagte er. Die Reaktionen der Kunden seien positiv, sie fragten nach kommerzieller Verfügbarkeit und noch höheren Geschwindigkeiten.

Western Digital nennt diese Laufwerke High-Bandwidth Drives. Primäres Ziel sei es, das SATA-Interface vollständig auszureizen. Grundsätzlich seien aber noch weit höhere Geschwindigkeiten möglich, etwa mit dem bewährten SAS-Interface oder auch mit einer PCIe-Schnittstelle. Shihab betonte, dass Entwicklungen auf der Basis konkreter Kundenanforderungen erfolgten. Ziel sei es, die Festplatte für das KI Zeitalter neu zu erfinden, ohne bestehende Infrastrukturen der Kunden aufzubrechen. Eine spätere Aufwertung bestehender Laufwerke mit einer Unterstützung für das parallele Arbeiten erwarten wir nicht.

Zu den aufgrund von Kundenanforderungern entwickleten Dingen gehört auch einer Verringerung der Leistungsaufnahme der Laufwerke um rund 20 Prozent durch eine verringerte Drehzahl. Solche Laufwerke könnten etwa in einem günstigeren Storage-Tier zum Einsatz kommen; trotz der 20-prozentigen Energieeinsparung sei ihre Leistung nur um 7 Prozent geringer. Konkrete Produkte kündigte Shihab nicht an.

Mehr Festplattenkapazität

Noch sind die High-Bandwitdh-Laufwerke nicht serienreif. Shihab kündigte eine weitere Kapazitätsstufe für traditionelle Serverlaufwerke an: In der zweiten Jahreshälfte soll eine UltraSMR-Festplatte mit 40 TByte Kapazität erscheinen. Sie nutzt wie bereits die Modelle mit 32 und 36 TByte eine Energieunterstützung beim Schreiben, WDC nennt die Technik Energy Assisted Perpendicular Magnetic Recording (ePMR).

Bei UltraSMR handelt es sich um eine Erweiterung der normalen SMR-Festplatten, die Daten überlappend schreiben (Shingled Magnetic Recording) und damit 10 bis 15 Prozent höhere Kapazitäten aufweisen. UltraSMR bringt durch größere SMR-Bereiche sowie verbesserte Fehlerkorrektur mehr als 20 Prozent Kapazitätszuwachs, setzt aber ebenfalls die passende Ansteuerung durch den Hostcontroller beziehungsweise die Storage-Software voraus. An einem handelsüblichen PC sind solche Laufwerke nicht einsetzbar.

ePMR soll für Kapazitäten bis zu 50 TByte ausreichen, zum Marktstart solcher Laufwerke sind jedoch noch keine Termine bekannt. Parallel dazu entwickelt WDC die HAMR-Technik weiter, die für Laufwerke mit weit über 100 TByte taugen soll. 100-TByte-Laufwerke seien im Labor bereits möglich, auch die physikalischen Grundlagen für 200-TByte-Laufwerke seien bekannt.

(ll)