不可否認(rèn)，機(jī)械硬盤市場(chǎng)在固態(tài)介質(zhì)時(shí)代受到了嚴(yán)重的沖擊，尤其是在個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域，如上圖所示，份額下滑比較明顯。但是另一方面，隨著數(shù)據(jù)量的暴增，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域以及企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的份額其實(shí)是增長(zhǎng)的。個(gè)人消費(fèi)類市場(chǎng)的數(shù)據(jù)備份這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)也是增長(zhǎng)的，因?yàn)槟壳按罅康膫€(gè)人照片視頻等數(shù)據(jù)備份需求也是空前暴增。如果只看容量的話，整個(gè)硬盤市場(chǎng)對(duì)容量需求是逐年增加的。

SMR／HAMR／MAMR

眾所周知，機(jī)械硬盤產(chǎn)品的性能基本上已經(jīng)到頂了，但是容量和密度仍然在緩慢增長(zhǎng)過程中。兩三年前，SMR（疊瓦式磁記錄）技術(shù)嶄露頭角，其原理是將磁道排布的非常緊密，導(dǎo)致磁頭的寫磁頭部分的磁場(chǎng)信號(hào)會(huì)同時(shí)磁化2個(gè)磁道，于是在改變某個(gè)磁道數(shù)據(jù)之前必須先將即將被誤傷的磁道的數(shù)據(jù)臨時(shí)讀出到緩沖區(qū)，改寫之后再將數(shù)據(jù)恢復(fù)回去，會(huì)產(chǎn)生寫懲罰。這種做法相當(dāng)?shù)托В菂s可以大幅提升硬盤的單碟密度到1.33TB每碟片。冬瓜哥還有一項(xiàng)發(fā)明專利，給出了一種能夠一定程度上臨時(shí)提升SMR硬盤性能的數(shù)據(jù)排布方式。

然而，SMR硬盤在市場(chǎng)上似乎并沒有得到廣泛響應(yīng)，其原因是它的應(yīng)用場(chǎng)景過于狹窄，針對(duì)那些Write once Read many（WORM）場(chǎng)景，或者大塊順序?qū)憟?chǎng)景，尤為合適。而對(duì)于那些隨機(jī)寫入場(chǎng)景，則性能比較差。需要上層軟件做出一些修改和適配才能夠更好的保障其在此場(chǎng)景下的性能。這也就是所謂的host aware和host managed模式。SMR的這些特性，導(dǎo)致SCSI協(xié)議不得不增加一個(gè)Zone Command子指令集，對(duì)生態(tài)提出了要求，不僅OS內(nèi)核SCSI協(xié)議棧需要更改，Raid／HBA卡的firmware／driver也都需要跟著適配。這就難免會(huì)產(chǎn)生兼容性問題。實(shí)際上，SMR在應(yīng)用中的確收到了較大阻力。

除了SMR技術(shù)，還有一些其他技術(shù)可提升容量。稍前有其他的存儲(chǔ)廠商提出了微波磁記錄存儲(chǔ)技術(shù)（MAMR）和熱輔助磁記錄存儲(chǔ)技術(shù)（HAMR），這兩者其實(shí)本質(zhì)上類似，都是通過激光/微波來臨時(shí)改變磁性材料的物理性質(zhì)而讓其變得更易磁化。這兩個(gè)技術(shù)據(jù)說可在2023-2025年左右把機(jī)械硬盤容量提高到40TB。

雖然硬盤廠家都在開發(fā)新的技術(shù)想讓硬盤的存儲(chǔ)密度變得更大，然而無論是HAMR熱輔助磁記錄技術(shù)還是MAMR微波輔助磁紀(jì)錄技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)還是沒法投入實(shí)際應(yīng)用，那么嘗試沖擊傳統(tǒng)技術(shù)的極限也不失為一個(gè)辦法。

目前，市場(chǎng)上已推出的12TB和14TB非SMR硬盤（或者說CMR，Conventional Magnetic Recording）盤，其采用的依然是SMR技術(shù)，密度達(dá)到單碟1.75TB。而東芝之前的最高容量為10TB非SMR盤（采用PMR垂直記錄，單碟1.43TB）。

14TB非SMR充氦硬盤

東芝最近發(fā)布了全球最高容量的CMR（非SMR）盤，其14TB的容量再次將非SMR盤的容量又提升到了一個(gè)新極限數(shù)字，成為業(yè)界容量最高的CMR機(jī)械硬盤。

本次發(fā)布了12TB和14TB兩個(gè)容量型號(hào)。采用9碟裝，氦氣密封。這也是東芝首次發(fā)布充氦硬盤。

東芝本次發(fā)布的硬盤的兩個(gè)最大亮點(diǎn)是非SMR、充氦氣、鐳射封裝、首款9碟設(shè)計(jì)。

SMR技術(shù)不利于隨機(jī)寫場(chǎng)景。但是傳統(tǒng)的CMR卻沒有這個(gè)問題。東芝表示雖然目前企業(yè)服務(wù)器和存儲(chǔ)客戶都意識(shí)到采用SMR技術(shù)可以有效提升硬盤的容量，但SMR硬盤產(chǎn)品在服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)中的采用是需要幾年時(shí)間的來過渡的，現(xiàn)在東芝則可以為業(yè)界提供一款傳統(tǒng)的垂直寫入硬盤而不是SMR硬盤。本次發(fā)布的硬盤型號(hào)依然使用PMR垂直記錄技術(shù)碟片，14TB的有9張碟片18個(gè)磁頭，而12TB的則是8碟片16磁頭，兩者的轉(zhuǎn)速均是7200RPM并配備256MB的緩存，采用SATA 6Gbps接口，性能方面14TB的讀寫速度是260MB/s，而12TB的是250MB/s，MTBF是250萬小時(shí)，質(zhì)保期5年。

得益于充氦技術(shù)，東芝MG07ACA系列可比上代MG06ACA堆疊更多的碟片，使最大容量增加了40%。在裝入如此多的碟片后，傳統(tǒng)的盤內(nèi)空氣環(huán)境將無法滿足設(shè)計(jì)需求。氦氣的密度比空氣低得多，所以使得磁碟的空氣阻力也更低，可以更好的控制功耗以及散熱。

得益于鐳射封裝技術(shù)，可以確保氦氣在整個(gè)生命周期內(nèi)不會(huì)泄露掉。由于整個(gè)硬盤處于密封狀態(tài)，所以其可以用于液冷場(chǎng)景，將整個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)連同硬盤一同浸泡在導(dǎo)熱絕緣液體中。

GMA技術(shù)

東芝這一代硬盤采用GMA致動(dòng)技術(shù)。硬盤磁頭臂被安置在一個(gè)轉(zhuǎn)軸上，其尾部依靠音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確步進(jìn)。但是隨著碟片磁道密度不斷提升，單單依靠該主軸已經(jīng)無法做到精確同時(shí)迅速的定位。而DSA技術(shù)（Dual Stage Actuator）在磁頭臂前端增加了一個(gè)微調(diào)定位部件，這樣經(jīng)過主軸和這微調(diào)部件共同作用可以實(shí)現(xiàn)更加精確的迅速的定位。

而DSA的升級(jí)版GMA技術(shù)，則將該微調(diào)部件做的更加小而精，進(jìn)一步提高了定位精度，可以滿足本代硬盤的磁道密度要求。下面是一段動(dòng)圖展示DSA和GMA技術(shù)。

應(yīng)用場(chǎng)景

對(duì)于一些高壓力在線業(yè)務(wù)，SSD毋庸置疑已經(jīng)是理想選擇。但是鑒于機(jī)械盤+Raid卡組合的根基非常強(qiáng)大，多數(shù)場(chǎng)景下，在滿足需求前提下后者的成本還是要低于前者。尤其對(duì)于企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)而言，SAS接口依然是不可或缺的，因?yàn)榭梢宰龅诫p冗余，而SAS接口的SSD的成本依然高昂。加之不管是傳統(tǒng)的SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)還是新興的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，其對(duì)成本要求都很高，SSD的全面替換短期還不可能。所以，利用中等容量、高數(shù)量的機(jī)械硬盤，加Raid卡或者SAN存儲(chǔ)控制器搭建企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)依然還是主流。

而這種高容量的14TB硬盤現(xiàn)在看來對(duì)于個(gè)人應(yīng)用而言是一個(gè)不小的數(shù)字，可能5年內(nèi)你都存不滿它。但是對(duì)于企業(yè)級(jí)冷數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控而言，容量密度多多益善。