不滿足雙手互搏?四個(gè)執(zhí)行器的機(jī)械硬盤或用上NVMe協(xié)議
硬盤容量越來(lái)越大,但讀寫速度卻沒(méi)有明顯的提升,這主要是受到了機(jī)械活動(dòng)部件的物理限制。盡管一塊硬盤內(nèi)可以塞入多達(dá)9張盤片和對(duì)應(yīng)的磁頭,但所有的磁頭臂都是同步擺動(dòng)的,也就是說(shuō),機(jī)械硬盤讀寫數(shù)據(jù)無(wú)法做到固態(tài)硬盤那樣在閃存芯片間并發(fā)進(jìn)行。

希捷今年推出的MACH.2雙執(zhí)行器技術(shù)給機(jī)械硬盤提速帶來(lái)了希望。希捷首席執(zhí)行官戴夫莫斯利最近更是暗示,未來(lái)會(huì)推出兩個(gè)以上執(zhí)行器的機(jī)械硬盤。

以Exos 2X14為例,它內(nèi)部含有8張盤片,磁頭臂分成兩組,每組可以獨(dú)立尋道和讀寫,從而將順序存取速度從261MB/s提高到483MB/s、隨機(jī)存取IOPS從80翻倍提高至160。

既然盤片很多,磁頭臂也很多,能不能讓每個(gè)磁頭臂都實(shí)現(xiàn)獨(dú)立尋道和讀寫呢?這個(gè)目前還很難,因?yàn)轭~外的控制機(jī)構(gòu)占用了硬盤內(nèi)的空間,原本3.5寸硬盤可以塞入9張盤片,加入MACH.2技術(shù)后最多只能塞入8片,增加磁頭臂數(shù)量會(huì)進(jìn)一步減少盤片容量,進(jìn)而影響到硬盤的最大容量。

上圖中的E-block間隙就是引入多執(zhí)行器技術(shù)后產(chǎn)生的額外空間開(kāi)銷。雖然MACH.8暫時(shí)沒(méi)有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn),但我們可以推算3執(zhí)行器(MACH.3?)或4執(zhí)行器(MACH.4?)可以帶來(lái)的性能提升:順序存取速度705MB/s或927MB/s,隨機(jī)存取240 IOPS或320 IOPS。

這些預(yù)期速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了SATA接口所能提供的帶寬,盡管依然處于SAS接口所能覆蓋的范圍之內(nèi),但未來(lái)使用多執(zhí)行器技術(shù)的高性能機(jī)械硬盤更有可能直接采用PCIe接口和NVMe協(xié)議。

今年6月問(wèn)世的NVMe 2.0標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)正式納入了對(duì)旋轉(zhuǎn)媒體,也就是機(jī)械硬盤的支持。機(jī)械硬盤使用和固態(tài)硬盤相同的接口和協(xié)議,對(duì)于企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)來(lái)說(shuō)會(huì)更加方便。不過(guò)短時(shí)間內(nèi)我們不能期待它會(huì)下放到消費(fèi)級(jí)硬盤,從希捷MACH.2的情況來(lái)看,增加一個(gè)執(zhí)行器需要的額外的音圈馬達(dá)等組件,制造成本上升了26%。