¿Por qué no hay discos duros de más de 10 TB?

Hardware

Ya hay unidades SSD de Seagate que alcanzan capacidades de 60 TB, mientras que los discos duros están estancados en los 10 TB, donde es Seagate quien también tiene la mayor capacidad disponible con el Seagate Barracuda Pro de 10 TB. En el mismo tamaño, los SSD permiten una densidad 10 veces mayor que los discos duros. ¿Por qué ocurre esto?

Funcionamiento de un disco duro

Para empezar, tenemos que conocer cómo funcionan. Un disco duro consiste, entre otras piezas, en un disco que gira a unas determinadas revoluciones (5.400 o 7.200 son las más comunes). Este disco es leído por un cabezal magnético que va unido a un brazo que se mueve mediante potentes imanes. Este imán registra cambios de polaridad en el disco. En el momento que hay un cambio de polaridad, hay un ‘uno’, mientras que, si no lo hay, es un ‘cero’.

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El cabezal magnético está a tan sólo 10 nanómetros de la superficie del disco, con lo que la superficie de lectura es menor, pudiendo alojar más información en la misma superficie. El problema es que llegó un momento en el que no podían caber más en el tamaño de 3.5 pulgadas, por lo que idearon otra solución: disponer los imanes en vertical en lugar de en horizontal.

Lo único que hizo falta es hacer cabezales algo más complejos, pero el sistema ha permitido alcanzar los 10 TB, y todavía permitiría alcanzar una capacidad ligeramente superior, llegando a alcanzar los 16 TB en algún momento.

¿Qué soluciones tiene?

Una solución que podría ser simple a este problema sería decir ‘pues que hagan discos duros más grandes’. El problema es que, si se aumenta más del tamaño que tienen actualmente, el cabezal se movería más lento porque tendría que moverse en distancias mucho más grandes, con lo que la latencia sería mayor y las velocidades de escritura y lecturas menores.

Si no se hubiera hecho esto, no se podría haber aumentado la capacidad. Gracias a este cambio, hemos podido alcanzar los 10 TB que tenemos hoy en día en estas unidades. El problema es que los ingenieros no han conseguido encontrar ninguna solución práctica de momento que permita aumentar la capacidad de estas unidades más allá del cambio en la disposición de los imanes, sin sacrificar el rendimiento de estas unidades.

Decimos sin sacrificar el rendimiento, porque hay otra solución. En lugar de disponer los imanes en una superficie plana de manera lineal, en lo que es conocido como Longitudinal Magnetic Recording para los que estaban colocados en horizontal, y Perpendicular Magnetic Recording para los que estaban en vertical, estos se colocan en varias capas.

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Este sistema propuesto como solución, llamado Shingled Magnetic Recording, permite una mayor capacidad de almacenamiento al haber varias capas, pero sacrificando con ello la velocidad de escritura. La de lectura es bastante elevada (en torno a los 190 MB/s, casi un tercio de un SSD), pues el cabezal que se utiliza para la lectura es mucho más fino que el de escritura. El de escritura es tan grande, que fácilmente sobreescribiría los datos de varias capas al escribir información nueva.

Para evitar esto, se realiza un proceso llamado Read-modify-write, que lo que hace es coger la información que hay almacenada en un sitio, y la copia a otra parte del disco duro o a una memoria caché de estado sólido en un disco duro híbrido para que no se borre cuando se escriba la nueva información, que sobreescribe la parte original donde se encontraba.

El sistema permite, por tanto, leer y escribir nueva información a la vez, pero el problema que genera esto es que el proceso es extremadamente lento, por lo que la velocidad de escritura de estos dispositivos se sitúa alrededor de los 8 MB/s.

Seagate llega a los 8 TB con Shingled Magnetic Recording

Nuevamente, Seagate tiene una unidad de 8 TB de esta tecnología de Archive Drives, que es como se conoce a este tipo de discos duros. Ultrastar, otra marca de almacenamiento, llega a los 10 TB con esta tecnología.

Estos discos duros son más baratos que sus equivalentes que utilizan Perpendicular Magnetic Recording, y sirven para servidores y empresas que necesiten almacenar grandes cantidades de información, pero que no estén preocupadas por la velocidad a las que estas se copian, siendo esta la razón por la que no están disponibles para consumidores.

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Esta tecnología podría suponer el camino a seguir en los discos duros del futuro, en el caso de que se encuentre una solución al problema que éstos tienen actualmente con las velocidades de escritura. El resto de soluciones que hay en la actualidad son muy limitadas o prácticamente inexistentes.

O se descubren nuevos metales con los que hacer más pequeños los imanes o se encuentra una forma de hacer los cabezales aún más precisos y rápidos. De no encontrarla, podríamos estar ante el fin de los discos duros dentro de 3 años, cuando los SSD alcancen en precio por GB a este sistema de almacenamiento.

Escrito por Alberto García

Fuente > ADSLZone