Helium jako faktor změny?

17. 11. 2022. (redaktor: František Doupal, zdroj: Western Digital)
Na první pohled se pevné disky HelioSeal společnosti Western Digital nijak neliší od běžných HDD. Z technologického hlediska však jde o mistrovské dílo a tržní prvenství, které poskytuje základ pro velká data a umělou inteligenci v datovém centru. A to díky heliu hermeticky uzavřenému v plášti disku.
Uwe Kemmer, ředitel EMEA Field Engineering, Western Digital (Foto: LinkedIn)

Pamětníci v oboru si jistě vybaví, že ještě před několika lety byla práce s daty úplně jiná. Před nástupem analytiky velkých dat a využívání umělé inteligence stačilo mít online pouze část dostupných dat. Mnohem větší část dat ležela nevyužívaná v offline archivech sestávajících z vyměnitelných médií, jako jsou pásky. To se nyní zásadně změnilo poté, co byla rozpoznána hodnota historických dat pro analytiku a jejich použití jako výchozího materiálu pro strojové učení.

V datových centrech došlo k zásadní změně přístupu, protože už nestačí zapisovat archivovaná data na nejlevnější možná offline média, k nimž se přistupovalo jen zřídka. Dnes jsou archivy „aktivní“ a online data se v datových skladech a datových jezerech neustále čtou a zapisují. S velkými daty však vzrostla nejen potřeba větších kapacit. Trumfovým esem je nyní mít obrovské množství dat online. Má-li umělá inteligence poskytovat předpovědi v reálném čase, je nutné umět data přístupná online také co nejrychleji načítat. A právě tady vstupuje do hry helium.

Proč používat helium v pevných discích?

Prvek helium si asi většina lidí pamatuje z hodin fyziky ve škole. Je to druhý nejrozšířenější a druhý nejlehčí prvek ve vesmíru. Slunce každou sekundu přemění 600 milionů tun vodíku na helium. A právě vlastnosti tohoto prvku vedly k myšlence uzavřít helium v pevném disku namísto vzduchu.

Helium má sedmkrát nižší hustotu než vzduch. Tím se zásadně mění vlastnosti pevného disku. Je to proto, že nízká hustota snižuje turbulence vznikající při otáčení ploten pevných disků. Ve srovnání s běžnou technologií se tak snižuje spotřeba energie a lze používat tenčí plotny disků. Při stejném rozměrovém formátu se jejich kapacita zvyšuje až o 16 %. Spotřeba energie v klidovém režimu se snižuje dokonce o 60 %.

To ale není vše: helium vyžaduje méně chlazení, protože tyto disky jsou ve srovnání s disky plněnými vzduchem o 4 až 5 °C chladnější. To pomáhá firmám snižovat náklady na energii na provoz a chlazení. Nižší teploty mají rovněž pozitivní vliv na celkovou spolehlivost. Kromě toho jsou tyto disky také výrazně lehčí a tišší, což má příznivý dopad na architekturu datového centra.

Helium v pevném disku: Nejvyšší technické umění

Uživatelé pevných disků HelioSeal oceňují jejich výkonnou a nákladově i energeticky úspornou technologii. Cesta k nim však byla dlouhá a bylo třeba vyřešit rozsáhlý seznam problémů. Spolehlivé uzavření helia do pláště disku a jeho bezproblémové začlenění do obvyklého prostředí datového centra vyžadovalo značné technické dovednosti. Důvodem je, že trvalé a bezpečné uložení helia v uzavřeném prostoru vůbec není jednoduché.

První úvahy o výhodách, které by mohlo helium v plášti pevného disku přinést, se objevily již koncem 90. let. Výzvou je tento plyn trvale a bezpečně uzavřít, aniž by to vyžadovalo dramatické změny výrobního postupu a rozměrového formátu.

Než se podařilo cíle dosáhnout, bylo zapotřebí určité experimentování a také selhání. Nejprve šlo o další zvýšení těsnosti pláště pevného disku. Když začaly první experimenty, plášť pevného disku měl v průměru deset otvorů na různých místech. Každý z nich představuje potenciální únik. Zpočátku se je pokoušeli nejrůznějšími materiály utěsnit. Průlom však přinesl až krok, kdy byly všechny otvory umístěny centrálně na jedné straně: Jako druhý centrální kryt byla vyvinuta tenká kovová fólie.

Byl nalezen správný materiál a jeho umístění. Vyvstal však další problém. Utěsnění pláště bylo posledním krokem výroby. Bylo třeba najít techniku svařování, která by nepoškodila citlivé součásti uvnitř pláště. Společnost Western Digital našla to, co hledala, ve vesmírné technologii. Při výrobě satelitů se mikrovlnná zařízení někdy musí hermeticky svařovat pomocí laseru. Nyní už bylo jasné, jak se musí skříň zkonstruovat a jak se musí provést utěsnění.

Dalším krokem bylo najít způsob, jak do pláště umístit datové a napájecí vedení, aniž by se narušilo utěsnění a vytvořily nové otvory. Řešení se překvapivě skrývalo v položce, která nemusí nutně patřit do kategorie „high-tech“: chladničky. K tomuto účelu se používají průchodky sklo-kov, které byly levné a daly se vyrábět v milionech kusů.

Koncepce tedy byla hotová, nicméně ještě nějakou dobu trvalo, než byly promyšleny všechny výrobní kroky, navrženy stroje a připraveny k zahájení sériové výroby. Ukazuje to, že pevné disky HelioSeal jsou dílem nejvyšších technických dovedností, od plánování přes návrh až po výrobu.

Společnost Western Digital má nyní s používáním této technologie již bohaté zkušenosti. Od roku 2013 se používá v 8. generaci vysokokapacitních pevných disků pro podnikové aplikace – s nejvyššími kapacitami až 22 TB (CMR) a 26 TB (SMR), které jsou v současnosti na trhu k dispozici.

Autor: Uwe Kemmer, ředitel EMEA Field Engineering, Western Digital

Profilová karta firmy

WD

WD

Společnost WD, součást Western Digital, je ve svém oboru inovátorem s dlouhodobým vedoucím postavením. Firma, která udává tempo technologiím pro ukládání dat, produkuje spolehlivé, vysoce výkonné pevné disky i disky SSD. Tyto disky jsou používány OEM partnery a systémovými integrátory v jejich stolních i přenosných počítačích, podnikových stanicích, vestavěných systémech a aplikacích spotřební elektroniky.

Zobrazit detail firmy

Podobné články

Marcin Gaczor (Kingston): Jsme féroví k partnerům i zákazníkům

1. 9. 2022. (redaktor: František Doupal, zdroj: DCD Publishing)
S Marcinem Gaczorem, business development manažerem společnosti Kingston, jsme hovořili nejenom o novinkách v portfoliu, ale také o filozofii značky nebo přístupu k partnerům a zákazníkům. Dostali jsme se také k pozici distributorů na současném IT trhu a mnoha dalším aktuálním otázkám, které (nejenom) s trhem paměťových médií úzce souvisí. Čtěte více

Samsung představil špičkové SSD určené pro hráče a kreativce

29. 8. 2022. (redaktor: František Doupal, zdroj: Samsung)
Společnost Samsung představila svůj doposud nejvýkonnější SSD disk 990 PRO s rozhraním NVMe a sběrnicí PCIe 4.0. Rychlý a energeticky úsporný disk se hodí zejména pro moderní hry a další graficky náročné aplikace, tedy např. 3D rendering, střih 4K videa nebo datovou analýzu. Čtěte více

WD uvedl na trh 22TB disky napříč produktovými řadami

27. 7. 2022. (redaktor: František Doupal, zdroj: Western Digital)
Společnost Western uvedla do prodeje nové pevné disky s kapacitou 22 TB, které míří do tří klíčových segmentů. Pevné disky WD Gold jsou vhodné pro IT segment a datová centra, WD Red Pro jsou určené pro síťová úložiště NAS a WD Purple Pro se hodí pro video (dohled). Vysoké kapacity bylo dosaženy primárně díky nasazení vlastních technologií výrobce. Čtěte více

WD: SSD disk WD_BLACK SN850X NVMe

28. 5. 2022. (redaktor: František Doupal, zdroj: Western Digital)
Společnost Western Digital rozšířila nabídku své produktové řadě WD_Black o interní SSD disk WD_BLACK SN850X NVMe s kapacitou až 4 TB. Novinka díky nasazení nejnovějších technologií nabízí nejen vysokou kapacitu, ale také rychlost čtení dat až 7 300 MB/s. Čtěte více