数据大爆炸时代，大容量硬盘为何不可或缺？

2月27日，中共中央、国务院正式印发《数字中国建设整体布局规划》（以下简称《规划》），明确提出要夯实数字中国建设基础：一是打通数字基础设施大动脉，优化各种级别数据中心的合理梯次布局；二是畅通数据资源大循环，加速释放商业数据价值潜能。

此举意义非凡，不仅为国家数字经济发展下一阶段发展定调，更标志着高水平数据中心的建设将成为大势所趋。

近几年，从新基建战略提出、数据要素化写入《市场化配置意见》到《规划》的正式出炉，国家频频出手，推出一系列针对数字经济的战略举措，背后的深层次原因在于：数字经济的持续高速发展，让数据成为最重要的生产要素，同时也带来了一个前所未有的数据大爆炸时代，而海量规模的数据、复杂的基础设施环境、落后的数据存储架构等与释放数据价值之间的“矛盾”愈发突出。

因此，业界普遍意识到，在数据大爆炸时代中，企业与组织数字化转型和智能化升级的下一阶段，数据中心基础设施变革势在必行。这其中，数据存储也将开启全新的创新局面，大容量硬盘不可或缺，将成为数据中心乃至整个数字经济发展的牢固基石。

数据存储挑战严峻

IDC预计，到2025年，中国将成为全球最大的数据圈。

事实的确如此：在国内医疗领域，大部分三甲医院都在大力发展精准医疗，从每天收集的各种海量医疗数据中进行分析与挖掘；在金融领域，除了内部各种业务数据之外，金融机构也开始收集海量的动物、天气、环境数据，利用AI技术为业务决策提供精准支持；在互联网领域，每一晚的电商直播就能产生PB级规模的数据，互联网公司需要根据法规保存直播数据三个月之久；在AI+Science领域，蛋白质结构预测、流体力学仿真等产生大量宝贵的数据……

如今，随着云计算、大数据、AI等技术的应用，身处不同行业的用户都不约而同的表达着同一个诉求：即需要将所有数据都存储下来。但在数据爆炸性增长的长期趋势下，数据存储却面临着前所未有的挑战：

首先，数据增长速度与存储容量之间的突出矛盾：众所周知，过去，很多企业的数据主要是结构化的业务数据，数据规模通常达到TB级规模；如今，很多企业除了传统业务数据之外，需要存储大量半结构化或非机构化数据，PB级数据容量成为一种新常态。而存储容量的亟待持续突破，以满足用户数据爆炸性增长的需求。

其次，业务永续在线与存储性能之间的突出矛盾：疫情三年，极大推动了各个行业的数字化进程，业务加速在线化和线上化。如今，无论是核心业务系统，还是非核心业务系统，均强调业务的连续性和用户体验，不同应用对于数据存储的性能和稳定性渴求持续提升。

第三，存储的总体拥有成本与存储需求之间的突出矛盾：IDC调研数据显示，当前企业的数据存储量还不到数据产生总量的2%，大部分数据迫不得已被抛弃或者丢失，其中很关键的原因就是存储的成本过高；另外，数据中心的能耗持续增加，数据存储设备的能耗占比较高，也提升了存储的综合成本。因此，受制于昂贵的存储成本，很多企业无法完成海量数据的存储、管理等任务。

归根结底，在释放数据价值的强烈需求下，数据存储需要在架构、技术层面进行大胆创新，以帮助用户解决上述挑战。事实上，近年来大容量硬盘的兴起，恰恰是产业界渴望取得突破、满足用户需求最好证明。

例如，作为全球存储行业领导者的西部数据，无疑是大容量硬盘的创新者与引领者。近年来，西部数据持续推出系列创新性的大容量硬盘产品Ultrastar DC HC系列，在架构层面采取突破传统存储界限的全新闪存增强型磁盘架构设计--OptiNAND技术，通过集成SoC和iNAND，以及结合CMR等技术，让存储的性能、容量和成本取得阶段性突破，从而帮助用户应对数据存储的诸多挑战。

大容量硬盘：西部数据有招

从2021年开始，西部数据陆续推出了基于OptiNAND技术的Ultrastar DC HC560 、HC570和HC 670 HDD等多款产品，容量也从20TB提升到26TB，以丰富的产品满足不同用户的存储需求。

下面，我们以西部数据Ultrastar DC HC570为例，看看这款大容量硬盘与过去传统硬盘有何区别，是否能够满足用户们在容量、性能、成本等方面的新需求。

西部数据Ultrastar DC HC570定位是数据中心硬盘，具备7200RPM转速、512MB缓存、氦气密封等，在成熟的单碟2.2TB氦气封装技术上实现了10碟更高的面密度，在容量层面相当能打。

另外，Ultrastar DC HC570采用第二代三阶的寻轨定位系统，针对10碟机械设计进行优化，使用了更薄的碟片和更小的PCBA，更加坚固的机械设计，在可靠性和安全性等方面能够经受数据中心各种应用的苛刻考验。

例如，Ultrastar DC HC570支持每年高达550TB的写入工作负载，MTBF（平均无故障工作时间）达到250万小时，年度故障率（AFR）保持在0.35%，外加5年质保，可以为数据中心用户提供坚实保障。而ArmorCache写缓存数据安全保护功能，则可以为用户提供写缓存启用模式 (WCE)的性能和写缓存禁用模式(WCD)的数据保护，在断电等突发情况下，有效保护数据不丢失。

更加难能可贵的是，Ultrastar DC HC570在性能层面实现突破，有别于过去传统的混合式驱动器（SSHD），Ultrastar DC HC570在OptiNAND技术的加持下，性能表现出色，持续传输速率达到269MB/s；加上ArmorCache功能，Ultrastar DC HC570在写缓存禁用模式(WCD)模式下性能突出。相比于非OptiNAND HDD，Ultrastar DC HC570的IOPS和吞吐量提升高达40%。

在成本层面，Ultrastar DC HC570由于能够带来更高的存储密度，可以显著降低数据中心存储的总体用用成本。例如，数据中心如果从18TB迁移到22TB，机架数量将会减少18%，单TB功耗会降低17%，单TB成本降低10-15%。以新建1000个机柜、单机柜平均功耗为15kW的中小型数据中心为例，如果采用22TBUltrastar DC HC570，则有望每年降低数据中心上千万的运营成本。

总体来看，西部数据Ultrastar DC HC570在容量、性能、成本等方面均取得了进一步的突破，具备高性能、高扩展、高可靠、易管理维护等特性，广泛适用于云计算、虚拟化、数据库、文件共享、票据影像、HPC、视频监控、归档备份、裸盘映射、高并发等场景，能够为千行百业用户的海量数据提供保障。

大容量硬盘背后的核心技术

西部数据Ultrastar DC HC570的出色表现，要得益于西部数据近年来对于大容量硬盘诸多技术的大胆创新。事实上，除了2.5寸垂直磁记录 (PMR)、氦气封装HDD、叠瓦式磁记录 (SMR)等技术之外，西部数据又陆续推出了能量辅助磁记录 (ePMR)、三阶寻轨定位系统 (TSA)等技术；2021年之后，更是推出了具有变革意义的OptiNAND技术，让大容量硬盘的技术范儿十足。

西部数据Ultrastar DC HC570有别于过去的混合硬盘（Hybrid Drive），关键在于OptiNAND核心技术。与混合硬盘两层（two-tier）的设计架构相比，OptiNAND技术采用全新设计，将iNAND UFS(iNANDUniversal Flash Storage)嵌入式闪存与传统的旋转磁碟介质垂直集成，并对固件算法和芯片(System-on-Chip,SoC)进行了创新性改进。

可以说，OptiNAND技术大幅提升了元数据的处理能力，从而减少对DRAM的需求，真正让大容量硬盘在容量、性能和可靠性方面实现质的突破。

众所周知，硬盘容量越来越高的情况下，像寻道数据、定位数据等运行数据，一会占部分存储空间，二则会降低性能。而OptiNAND技术运行数据存储在专门优化过的iNAND之上，既节省了磁盘空间，又通过在iNAND中记录扇区级别的写入操作，降低相邻磁道干扰和消除过多的写缓存刷新，让硬盘内部磁盘效率的明显提高。

此外，与将数据刷写到DRAM的前代HDD相比，基于OptiNAND技术的HDD则能够安全地将把一些关键数据瞬间从磁碟表面转移到iNAND里面，进一步提升大容量硬盘的可靠性。

而且，西部数据会持续推进OptiNAND技术的开发，将进一步提升容量、性能和可靠性，未来五年有望在单块采用OptiNAND技术的ePMR HDD容量突破50TB。

面向未来，IDC预测，至2025年，HDD将占企业级存储市场销售份额的82%（以容量计），用于企业存储的HDD销量年复合增长率将高达25%。随着千行百业数字化转型不断深入，应用场景日趋丰富、数据量也将持续爆炸性增长，像西部数据Ultrastar DC HC570这种融合多种创新技术的大容量硬盘不可或缺，可以很好地满足用户性能、容量、成本上的需求，必然也会迎来更加广阔的市场舞台。