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15年达到15K转速 硬盘能否走上"快车道"

  2000年的最高技术水平表现如何?

  英特尔发布了首个1GHZ处理器。

  夏普推出了首款拍照手机。

  希捷也于2000年2月 23日推出了Cheetah X15 - 世界首个转速达15K RPMs的硬盘。

  此后,我们又陆续看到运行速度达数千兆赫的15核处理器、带有3500万像素摄像头并能够拍摄4K超高清视频的智能手机,同时,以微博为代表的社交媒体相继出现,阿里巴巴、京东等电商也迎来了它们的春天。(然而,这些网站都是在15K硬盘产生的几年后才诞生。)

  即便如此,如今的硬盘最高转速却仍然只有15K RPMs。

  最令人震惊的是,硬盘的最高转速竟然原地踏步15年之久!毕竟,早在2000年,“无线”计算机技术就带来了无线鼠标,而Wi-Fi也在2003年成为主流。

  而激烈的移动计算竞争也逐渐在Palm 公司和卡西欧之间展开。

  整个世界都在不断变化,为什么硬盘发展会出现停滞?难道不是所有技术都一直在提升?事实上,硬盘的发展停滞要归因于正在危害整个行业的物理定律。硬盘是一种机械装置:信息通过旋转盘传输给针式磁头,磁头搜索信息,其工作原理与唱机的唱片和唱盘相似。

  很遗憾,目前我们对于机械装置能做的就只有这么多。零件故障或是磨损,都会带来工作的意外中断和维修的困扰。摩擦、扭矩和空气阻力造成的问题也越来越大。转速超过15K将显著增大功耗,而功耗仍是数据中心如今面临的一大问题。功耗增大需要更大的空气调节设备。仔细想想就不难明白,实际上硬盘和空调才是数据中心的两大关键机械装置。

  即便如此,增大转速也并不一定是非常好的选择。随着转盘速度的增加,风阻力和功耗也会显著增加。然而,尽管功耗加大,性能却并没有显著提高;而且鉴于大型数据中心的功耗问题,增加转速的弊端远大于性能提高带来的好处。更糟的是硬盘转速提高会影响到其可靠性,高转速很可能要以降低容量为代价!

  不只是我,其他人也注意到了这一点。市场研究公司Objective Analysis的Jim Handy曾经就这一问题咨询了多位硬盘工程师,我们在这一问题上的观点基本一致。Handy曾在2012年写道,“我问了好几位硬盘设计师,得到的回答很简单:提高硬盘转速需要很大功耗。随着转速的提高,其运转所需的功率也会大幅增加。这些硬盘设计师表示:如果将转速提高至15K RPM以上,会导致过度的电源管理问题,甚至可能会威胁到硬盘的寿命。”

  认识到这一点,就不难理解为什么从未出现转速超过15k rpm的硬盘。有传言说,西部数据公司Western Digital曾在2008年研发过速为20,000 RPM的硬盘,但并未成功。事实上,硬盘工业已经提高了转盘材料的性能,而且提出了减少硬盘内涡流空气量的方法,同时通过使通道更加畅通,从而增加每秒传输的数据量。

  不过,某些情况下还是“实用为王”。也就是说,我们不得不接受局限性。(类似案例并不在少数,比如十年前10英寸以下小硬盘的商业化尝试也是以失败告终,原因就是为此所作出的牺牲可以说是得不偿失)。

  长久来看,提高转速对硬盘来说意味着什么?可能并不是好消息。我们正在进入一个数据存取至关重要的时代,通过构建数据中心和计算基础设施来追赶信息量和速度也日益更具挑战性。回顾以往,优酷直到2006年才创立,而在其创立的6年前,硬盘已达到转速极限。现在这一网站的日视频播放量已超过6亿。大数据的概念还处于起步阶段。信息传送速度需要超过发动机。速度更高、吞吐量更大、能耗更低的闪存已经在填补高性能数据中心的空白。不久之后我们就将看到遍布市场的闪存。

  数据中心拥有者曾试图通过将信息存储在易于存取的旋转盘外缘,来掩饰硬盘固有的一些缺点,但某些时候这样做仍然无法满足其对速度的需求。就像轮船和火车曾经被用来运送包裹,而今天我们已经改用了FedEx(联邦快运),但这并不意味轮船或火车就失去了它们的市场地位。

  硬盘也不会就这么消失,未来很长一段时期内它们依然会在数字经济中担当重要角色。

  只是,它们不会走上“快车道”。

                     (作者:闪迪(SanDisk)亚太区企业业务副总裁张子西

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