Через тернии к звёздам: история Western Digital Ultrastar

История Кремниевой Долины — сага о том, как технологии развивались и меняли мир. Она началась шестьдесят лет назад, когда трава была зеленее, Луна ближе, а компьютеры занимали полкомнаты. Побеждали в гонке технологий те, кто не боялся рисковать, чувствовал рынок и лучше всех управлялся с винчестером. Да, мы опять про хранение данных. Нам с каждым годом нужно архивировать и обрабатывать всё больше терабайт информации. Облачные хранилища, домашние и корпоративные СХД, хостинги — всем нужны объёмные и надёжные накопители.

Старт
Поводом вспомнить историю стал ребрендинг Enterprise-линейки компании HGST после финального слияния с Western Digital в 2018 году. Ведь прогресс — это не только результат работы инженеров, но и следствие бизнес-стратегий, когда неожиданные альянсы, слияния и поглощения оказывают такое же влияние на развитие отрасли, что и технологические открытия.
Как начиналась эта история? В начале 70-х годов на рынок вышли МОП (металл-оксид-полупроводник) транзисторы, которые были на порядок меньше предшественников. На их основе появились первые микропроцессоры, которые вызвали «золотую лихорадку»: мир узнал новое слово «микрокомпьютер», сформировался новый рынок, на котором ожидаемо началось отчаянное противостояние.
В то время локомотивом компьютерной отрасли была IBM. И если её основной конкурент, DEC, революцию проморгал, то Голубой Гигант начал производить компьютеры, которые помещались на столах. Среди его новаторских технологий были флоппи-диски и диски по технологии Winchester.
В 1970 году небольшой стартап Western Digital выпустил 4K DRAM чип для калькуляторов и к середине 70-х годов стал крупнейшим в мире независимым производителем.
Переход к HDD
В первой половине 80-х Western Digital осваивала рынок микросхем: выпускала контроллеры HDD и SCSI, логические чипсеты, графические и сетевые адаптеры.
К середине 80-х прибыль Western Digital составляла 21 млн долларов — показатель хороший, но достаточно средний. В 1982 отдел персональных накопителей WD возглавила Кaтрин Браун. Ей потребовалось три года, чтобы доказать руководству компании перспективность рынка накопителей. И в 1988 году она инициировала покупку готового производства жёстких дисков — за 90 млн долларов, у сингапурской Tandon Corporation. Два года ушло на модернизацию линий, и в 1990 году вышла серия HDD Caviar емкостью 85 Мб. Прибыль подскочила до 2 млрд долларов, Western Digital продала производство контроллеров и полностью сконцентрировалась на жестких дисках.
Технологии развивались стремительно, и расслабляться было рано. В 1994 году IBM выпустила «звёздную» серию дисков: Ultrastar для высокопроизводительных систем, Deskstar для домашних ПК и Travelstar для ноутбуков.
Линейка Ultrastar оказалось удачной, а название пережило смену трёх брендов и радует нас до сих пор.
Шторм на рынке HDD
В 2003 году японская Hitachi выкупила производство IBM и на его основе создала HGST. Новый бренд сохранил для своих дисков «звёздные» названия IBM. Новые материалы, улучшенный GMR-сенсор и метод перпендикулярной записи (PMR) позволили HGST в 2007 году преодолеть психологический барьер и выпустить Deskstar 7K1000 — первый диск на 1 ТБ.
Но на этом этапе Western Digital обогнала конкурентов: в 2001 году выпустила WD1000JB — первый IDE-диск с 8 Мб кеша, в 2003 году WD360GD «Raptor» — первый диск, работающий на скорости 10 000 оборотов в минуту, В 2007 году Western Digital перешла на новую технологию PMR и анонсировала линейку энергоэффективных дисков GP (Green Power). В следующем году появились VelociRaptor емкостью 300 Гб и скоростью 10000 об/мин. В 2010 году — Caviar Green, первые SATA-диски на 2.5 и 3 Тб.
С покупкой SiliconSystems Western Digital вышла на новый рынок — SSD. Компания росла и в 2010 году обошла основного конкурента, Seagate.
Но переломным моментом стала покупка HGST в 2012 году. Несмотря на то, что финального слияния компаний не происходило вплоть до 2018 года, с момента покупки внутри Western Digital начался обмен технологиями между двумя брендами.
После PMR, которую использовали обе компании, полезный объём дисков вырос благодаря HelioSeal — созданной в HGST технологии наполнения дисков гелием. Низкое сопротивление газовой среды позволило использовать более тонкие магнитные пластины и снизить энергозатраты на раскрутку шпинделя. Уменьшение турбулентности повысило точность позиционирования магнитных головок, благодаря чему уменьшился зазор между ними и поверхностью дисков, а треки стали располагаться ещё ближе друг к другу. HelioSeal позволила создать диски с повышенным временем наработки на отказ: 2,5 млн часов.
С применением этой технологии в 2013 году HGST выпустила Ultrastar HE6 — диск на 6 ТБ, а в 2014 — Ultrastar HE10 емкостью 10 Тб. В 2016 году уже Western Digital представила линейку дисков WD Gold: объёмом 10, 8, 6 и 4 ТБ, причём в дисках на 8 и 10 ТБ была использована как раз технология HelioSeal. И Ultrastar HE10, и WD Gold производились на базе общей аппаратной платформы, имели одинаковое количество пластин, но различались интерфейсами подключения и прошивкой. Так у WD Gold были модели только с SATA и кэш-буфером в 128 МБ, против 256 у HGST.
К этому моменту возможности перпендикулярной записи (PMR) уже почти подошли к концу, но в 2016 году HGST вывела на рынок диски с технологией SMR (запись с перекрытием дорожек) — Ultrastar HS12 и Ultrastar HS14 на 12 и 14 Тб. При SMR плотность записи повышалась благодаря размещению дорожек друг над другом.
Так сложилась ситуация, когда одинаковые устройства выпускались под двумя брендами, один из которых фактически уже принадлежал другому. Объединить два бренда и создать единое семейство накопителей компания смогла после финального слияния в этом году. Бренд HGST отправился на заслуженный покой, а общая линейка получила название Western Digital Ultrastar.
Ultrastar DC HC500 Series — это наши старые друзья HGST He12, He10, He8 и примкнувшие к ним WD GOLD 12, 10 и 8 ТБ. Позже серию пополнила модель DC HC530, где главная роль была отведена накопителю емкостью 14 ТБ. В этих дисках также используется технология HelioSeal, наработка на отказ у них составляет 2,5 млн часов.
Ирония высоких технологий: всего 25 лет назад первые Ultrastar в 540 МБ были мечтой, а сейчас диски в 8, 6, 4 ТБ относятся к классу «малой ёмкости». Да, это всё те же HGST Ultrastar 7K8 и Ultrastar 7K6 и их близнецы WD GOLD 8, 6 и 4 ТБ. Эта линейка так же, как и старшие, работает с SATA 6Gb/s и SAS 12Gb/s, наработка на отказ 2 млн часов и такая же, как у старших моделей, гарантия 5 лет.
Самые маленькие модели Western Digital Ultrastar, Ultrastar DC HA 210 на 2 и 1 ТБ — это замаскированные HGST Ultrastar 7K2 и WD GOLD WD2005FBYZ, WD1005FBYZ и HGST Ultrastar 7K2. Это «рабочие лошадки», имеющие SATA 6Gb/s, сектора по 512 Кб, наработку на отказ 2 млн часов и гарантию 5 лет. Они подойдут для создания RAID-массивов, сетевых хранилищ и компьютеров с Windows XP.
Кроме HDD, в линейку Ultrastar перешли SSD от HGST:
В Western Digital Ultrastrar перешли NVMe-накопители HGST SkyhawkTM PCIe SSD, HGST SN200 и HGST SN620. Они обеспечивают 250 000 IOPS при работе с данными объемом 4 Кб и могут использоваться для in-memory вычислений и баз данных критически важных приложений. Эта линейка включает в себя накопители на 7.68, 6.4, 3.84, 3.2, 1.92, 1.6 ТБ в виде накопителя 2.5″ U.2 и PCI-E.
SAS SSD от HGST превратились в Western Digital Ultrastar DC SS200 и SS300. Эти 2.5″ SSD-диски ёмкостью от 7.68 ТБ до 480 ГБ работают с SAS 6 и 12 Gb/s и имеют несколько градаций выносливости. Так в серии SS530 есть модели повышенной выносливости на 10 полных перезаписей в день и с максимальной ёмкостью 15.36 ТБ. Они подходят для систем, занимающихся обработкой «больших данных», онлайн-транзакций и работой с видео.
Технологии меняют жизнь: растут потребности, растут возможности, растут риски. От первых ПК до современных ЦОД и серверов с in-memory вычислениями — история рынка накопителей неразрывно связана с историей Western Digital. Сейчас практически выработан ресурс технологии PMR, но уже есть примеры магнитной записи с тепловой поддержкой (HAMR) и магнитной записи с микроволновой поддержкой (MAMR). Так что вполне возможно, что диски на 20 и даже 40 ТБ — ближайшее будущее. Надо же где-то хранить классику вестернов в формате 12К.

Комментарии 21

    0
    Интересно, решение IBM о продаже производства Hitachi связано с печально известной серией?
      0
      Скорее IBM смотрели в будущее, и оно явно было не в сторону головок и блинов. Думаю должны разродится на что-то интереснее чем HDD и SSD.
        0
        Да они вообще много чего продали, тот же бизнес компов (леново), который для обычного человека — ого-го, а у них это всего 2% кажется было от оборота…
          0

          я думаю, что в том числе. Но хочу обратить внимание, что провальные серии (типа упомянутых DDYS и DTLA линеек IBM) были у всех производителей.....

          +1
          У меня комментарий только по поводу оформления.

          Понимаю, что это специальный стиль, мода на глитч и все такое, но внутренний эстет от картинок с пикселями разного размера рыдает кровавыми слезами. А если еще учесть, что PT Serif на моем компе не установлен, и весь текст отображается в Times New Roman…
            0
            Действительно, возникает ощущение, что это ребенок в MS Paint квадратиками нарисовал на готовом фоне.
            0
            Сохраню пикчи с переходами моделей HGST и Western Digital, было дело искала эту инфу, но находила в разрозненном виде да к тому же в каких-то микроскопических таблицах. Да и в целом полезный информативный пост.
              0
              «в 2003 году WD360GD «Raptor» — первый диск, работающий на скорости 10 000 оборотов в минуту»
              У конкурентов диски на 15к оборотов были к тому времени уже года 3 как… :)
                0
                в 2003 году WD360GD «Raptor» — первый диск, работающий на скорости 10 000 оборотов в минуту,

                Да, фактическая ошибка. Мне тоже бросилось в глаза. К этому моменту уже лет десять существовали накопители с 10000 rpm и даже 15000 rpm. Инновация Раптора в том, что это был первый SATA, т.е. накопитель для десктопов, с такой скоростью вращения.
                Да и то, по факту, оказалось, что Раптор можно было с тем же успехом сделать и на IDE. Он не утилизировал все преимущества протокола SATA (чего только стоит история с NCQ), но эти недоработки были поправлены в следующих итерациях этой линейки. Но тогда уже началась история SSD....

                +1
                Это «рабочие лошадки», имеющие SATA 6Gb/s, сектора по 512 Кб, наработку на отказ 2 млн часов и гарантию 5 лет

                Извините, что за наркомания? Я требую объяснений. Сектора там 512 байт логические или 4096 байт физические, судя по документации.

                  +1
                  у 7K2 512n, насколько помню.
                  Кстати, первые He6 у них были единственными дисками 6ТБ с секторами 512n.
                    0
                    512n, а не 512KB, разве нет?
                      +1
                      Таких секторов не бывает в жестких дисках, тут, я думаю, все согласны :)
                        0
                        Они обеспечивают 250 000 IOPS при работе с данными объемом 4 Кб

                        Это то же божественно. Данные объемом 4Кб… Наверное, в статье имелся в виду блок обмена 4Кб. Это как бы важно. А не то, что условно накопитель не может работать с данными вроде hd видео с файлами объемами по 20-40ГиБ.
                        Я уж не говорю про неконсистентность терминологии… Где-то ГБ, где-то Гб, где-то ГиБ

                  0
                  Понимаю что пост рекламный, но все равно хочу сказать: Пусть WD и Seagate горят в аду. Это крик души.

                  Последние пять лет только Тошиба — ни единого разрыва.

                  А WD и Seagate у меня ассоциируются с долгими часами восстановления RAID массива, «стуками смерти» и прочими радостями. Причем это на дорогущих «ынтерпрайзных» дисках.
                    0

                    Что-то частенько встречаю хорошие отзывы про диски Toshiba, тоже, что ли, попробовать. Справедливости ради, у меня нет никаких предубеждений или фанатизма относительно вендоров, я одинаково ровно дышу как к WD, так и к Seagate. Лежит в заначке новый терабайтный Toshiba DT01ACA100, а особо применить некуда — в десктопе HDD мне не нужны, в сервере разъём корзины занимать ради одного тера — жалко, необходимости нет, а если появится, то всяко лучше, хотя бы, тера 4 воткнуть. Продать — да кому он нужен, а за копейки — опять же жалко. В общем, удивительно бестолковая это вещь — HDD ёмкостью 1Tb..

                      0
                      Ну единственный вариант — домашний NAS. У меня например терабайтник к роутеру подключен по USB3 через адаптер, и служит дисковым пространством для устанавливаемых пакетов у роутера и прочей ерунды (например раздавать фильмы для телевизора).
                        0
                        Методом естественного отбора у меня остались только Тошибы в десктопе, DT01ACA100 и их двухтеррабайтные собратья. За три года умерло две штуки — подозреваю, что из-за некачественного питания и весьма жёстокого температурного режима.

                        Самый старый диск датирован 2013-м годом, и продолжает барахтаться до сих пор. Скорость случайного доступа, разумеется, упала — но битья не появилось, посторонних механических призвуков тоже.

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.