不可否認(rèn)，機(jī)械硬盤市場在固態(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)級市場的份額其實(shí)是增長的。個(gè)人消費(fèi)類市場的數(shù)據(jù)備份這個(gè)細(xì)分市場也是增長的，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)硬盤市場對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信號會同時(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，會產(chǎn)生寫懲罰。這種做法相當(dāng)?shù)托?，但是卻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硬盤在市場上似乎并沒有得到廣泛響應(yīng)，其原因是它的應(yīng)用場景過于狹窄，針對那些Write once Read many（WORM）場景，或者大塊順序?qū)憟鼍?，尤為合適。而對于那些隨機(jī)寫入場景，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。稍前有其他的存儲廠商提出了微波磁記錄存儲技術(shù)（MAMR）和熱輔助磁記錄存儲技術(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。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)器和存儲客戶都意識到采用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。下面是一段動圖展示DSA和GMA技術(shù)。

應(yīng)用場景

對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。尤其對于企業(yè)級存儲系統(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存儲系統(tǒng)還是新興的分布式存儲系統(tǒng)，其對成本要求都很高，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存儲控制器搭建企業(yè)級存儲系統(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。但是對于企業(yè)級冷數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控而言，容量密度多多益善。