Около десяти лет назад в моду вошли гибридные накопители SSHD, solid state hybrid drive — фактически магнитные жёсткие диски стандартных форм-факторов со встроенным в корпус крупным (на 1, а то и 2 Гбайт) кэшем флэш-памяти. Спустя некоторое время, когда удельная (за 1 Гбайт ёмкости) розничная цена SSD значительно снизилась, потребность рынка в этих промежуточных решениях практически сошла на нет.
Однако, в конце августа 2021 г. Western Digital анонсировала хорошо забытое старое на новом витке диалектической спирали. Речь идет о накопителях с архитектурой OptiNAND, своего рода аппаратно-программной платформе в стандартном корпусе HDD, в состав которой входят 64-слойная динамическая флэш-память TLC iNAND, пачка магнитных пластин, специализированный контроллер (полнофункциональная система-на-кристалле с интегрированной оперативной памятью) и соответствующая микропрограмма.
Правда отличие OptiNAND от SSHD принципиальное. Прежде флэш-память использовалась в гибридных накопителях для безыскусного кэширования наиболее часто используемых данных. Теперь же в микросхемах NAND хранятся не данные пользователя и запускаемых им программ, а метаданные, относящиеся к работе самого жёсткого диска. Грубо говоря — актуальная таблица указателей на то, как именно физически размещаются на цилиндрах, дорожках и блоках HDD фрагменты записываемых прямо сейчас (и записанных прежде) на него файлов.
Информация об уже заполненных блоках в классических HDD хранится в служебной области самого жёсткого диска, тогда как метаданные текущей сессии записи — в DRAM-кэше, ёмкость которого даже для 18-Тбайт моделей не превышает сегодня 512 Мбайт. В случае же OptiNAND речь идёт о 64 Гбайт iNAND для кэширования метаданных с 20-Тбайт магнитного шпиндельного накопителя. Чувствуете разницу! Мало того: если необходимо, флэш-память OptiNAND может переключаться из режима TLC в эмуляцию SLC, с записью одного бита в каждую полупроводниковую ячейку (вместо трёх возможных в данном случае), что обеспечивает чрезвычайно высокую скорость доступа к метаинформации.
DRAM уступает NAND ровно по двум параметрам: она неимоверно дорога и, главное, энергозависима. В ситуации внезапного отключения электропитания метаданные о текущей процедуре записи будут утеряны (если этому не воспрепятствует распаянный на служебной плате HDD суперконденсатор — при его наличии, конечно). Нештатное завершение работы классического накопителя может привести и к полной потере данных на нём, если в ходе переноса информации из кэша в постоянную таблицу указателей последняя окажется повреждена. OptiNAND полностью исключает возможность потери данных вследствие перебоев с питанием накопителя. Кроме того, возможность хранить все метаданные (а не только сведения о текущей сессии записи) в быстром NAND-кэше сокращает время на поиск информации на диске, повышая производительность всей системы. Собственно, любое обращение контроллера диска к записанным на магнитные пластины метаданным отнимает изрядный процент производительности у HDD в целом, — а для OptiNAND это перестаёт быть проблемой.
В настоящее время WD рассылает ряду своих заказчиков тестовые предсерийные образцы 20-Тбайт девятипластинных накопителей OptiNAND с гелиевым заполнением и кэшами на 64 Гбайт. В дальнейшем, по мере выхода модели в серию и при наличии устойчивого спроса, не исключено появление 22- и 24-Тбайт версий.
Для систем потребительского уровня (и даже для небольших ЦОД) технология OptiNAND вряд ли окажется актуальной, тогда как гиперскейлеры, до сих пор делающие ставку на HDD, вполне могут ею заинтересоваться.
По крайней мере, IDC утверждает, что в 2025 г. ещё 82% (по ёмкости) всех накопителей, реализованных корпоративным заказчикам, составят именно HDD, — и место для современных гибридных приводов на этом широчайшем рынке наверняка найдётся.
