A Western Digital anunciou a tecnologia OptiNAND, que, segundo ela, muda completamente a arquitetura dos discos rígidos e, junto com o ePMR, abre caminho para a criação de unidades com capacidade de mais de 20 TB (de 2,2 TB por prato) mesmo com CMR – até 50 TB na segunda metade desta década. O OptiNAND integra o drive UFS industrial da série iNAND diretamente no HDD. Mas esta não é apenas outra variante do cache NAND.
O aumento da capacidade de uma placa deve-se ao aumento da densidade das pistas, o que, no entanto, na atual fase de desenvolvimento dos discos rígidos requer vários truques: encher a caixa com hélio, o uso de atuadores avançados, o uso de novos materiais que requeiram suporte energético para o registro (MAMR, HAMR, etc.)). Ao mesmo tempo, a parte mecânica dos drives não é tão “fina” e está sujeita a várias vibrações que podem afetar a gravação e a leitura dessas faixas densamente compactadas.
Na produção de discos rígidos, a calibração é feita e esses erros são levados em consideração no posicionamento do cabeçote (RRO, run out repetível), e os dados (estamos falando de gigabytes) geralmente são gravados diretamente nos pratos, de onde ele é lido durante a operação do drive. No caso do OptiNAND, os metadados vão para a memória flash, liberando espaço. É verdade que ainda não foi especificado o quão significativo isso é contra o pano de fundo da capacidade total da placa.
O segundo tipo importante de metadados que agora entra no iNAND são as informações sobre as operações de gravação realizadas. Conforme a densidade aumenta, o risco de que a gravação em uma trilha afete os dados na próxima aumenta drasticamente. Portanto, contando com os dados sobre registros anteriores, o disco rígido substitui periodicamente os dados de trilhas adjacentes para aumentar a segurança das informações.
Em dispositivos de armazenamento antigos, uma dessas operações era responsável por cerca de 10 mil registros, em unidades modernas – por menos de 10 registros. Além disso, a contabilidade é realizada precisamente ao nível das pistas. O iNAND, por outro lado, melhora a precisão de rastrear registros em setores, o que, por sua vez, permite distribuir reescritas no espaço e no tempo, reduzindo a carga geral do disco e aumentando a densidade das trilhas sem sacrificar o desempenho, porque você precisa gastar menos tempo em “autoatendimento”.
Finalmente, UFS rápido e amplo (até 3.1) permite que você salve 50 vezes mais dados e metadados de DRAM em comparação com discos rígidos sem OptiNAND em caso de desligamento de emergência da unidade e geralmente aumenta seu desempenho, independentemente de se escrever cache ou não. Além disso, a nova camada de memória permite uma melhor otimização do firmware para tarefas específicas – serão usados chips TLC de 162 camadas da Kioxia, que também podem ser configurados para funcionar no modo SLC.
A Western Digital planeja usar OptiNAND na maioria de seus discos rígidos para nuvem e hiperscalers, corporativos (Gold), vigilância por vídeo (roxo) e NAS (vermelho). Os primeiros drives de 20 TB (CMR + ePMR) com OptiNAND já estão sendo testados por clientes selecionados. Mas nada foi dito sobre soluções para o consumidor ainda.