Hard disk Toshiba MG10 da 20 Terabyte: 10 piatti a elio e tecnologia FC-MAMR per aumentare le capacità

CMR (Conventional Magnetic Recording) è un tipo di tecnologia per la registrazione dei dati che utilizza un solo strato magnetico. Abbiamo visto le principali differenze tra le tecnologie degli hard disk: CMR, SMR, MAMR, HAMR e HDMR: fino all’avvento della tecnologia SMR (Shingled Magnetic Recording), che utilizza sovrapposizioni parziali delle tracce al fine di ottenere una maggiore densità di archiviazione, l’approccio CMR è sempre stato il punto di riferimento.

Il vantaggio principale dell’utilizzo della tecnologia CMR è che essa consente una maggiore affidabilità e prestazioni più elevate rispetto alla tecnologia SMR. In particolare, CMR permette ai dischi fissi di registrare i dati in modo più preciso e uniforme, il che riduce la probabilità di errori o di perdite di dati. Inoltre, CMR offre prestazioni di scrittura più convincenti e tempi di accesso ai dati più rapidi rispetto alla tecnologia SMR, specialmente quando si tratta di applicazioni che effettuano attività di scrittura random particolarmente impegnative.

In generale, la tecnologia CMR è ancora preferita rispetto ad esempio a SMR per i dischi rigidi che richiedono prestazioni e affidabilità elevate, come quelli utilizzati nei server aziendali, nei NAS e nei sistemi di backup.

Toshiba colpisce con una nuova soluzione per lo storage dei dati destinata a professionisti e imprese: l’innovativo hard disk MG10ACA20TE da 20 Terabyte di capienza colpisce proprio per le sue specifiche: si tratta infatti di un’unità che non utilizza trucchi e non cerca “scorciatoie”. La punta di diamante della serie di hard disk Toshiba MG10 si serve infatti della tecnologia CMR, di un design a 10 piatti separati da elio e dell’innovativa soluzione Flux Control Microwave Assisted Magnetic Recording (FC-MAMR) di Toshiba per aumentare la capacità di archiviazione.

Toshiba MG10ACA20TE utilizza 20 testine che si occupano di leggere e scrivere sui 10 piatti magnetici i quali vengono messi in rotazione a 7.200 RPM. L’utilizzo dell’elio, gas che ha una densità inferiore rispetto all’aria, ha permesso di montare nell’hard disk piatti sottili e leggeri nonché di ridurre il consumo energetico e migliorare le performance.

Grazie alla scelta dell’elio, è stato possibile ridurre gli attriti facendo così scemare l’usura dei componenti e garantire una maggiore durata e affidabilità complessiva del disco rigido. La resistenza dell’aria che di solito si registra all’interno dell’hard disk viene superata con benefici tangibili anche in termini di riscaldamento del disco che può funzionare a temperature accettabili.

Dotato di cache da 512 MB, interfaccia SATA III, l’hard disk Toshiba MG10ACA20TE conserva il classico fattore di forma da 3,5 pollici pur guardando dall’alto dei suoi 20 Terabyte di capienza.

L’azienda cita una velocità di trasferimento dati massima pari a 268 MB/s per l’unità MG10ACA20TE mentre, per quanto concerne i consumi energetici, si va dagli 8,11W in lettura/scrittura random 4K ai 4,38W in modalità idle. Come carico di lavoro, Toshiba precisa che l’unità è in grado di sopportare fino a 550 TB/anno e fornisce una garanzia di 5 anni.

Le soluzioni tecnologiche utilizzate da Toshiba nella serie MG10

Via via che la tecnologia convenzionale per la memorizzazione dei dati su hard disk viene spinta all’estremo, sorgono problematiche che presuppongono l’utilizzo di alcune tecnologie innovative. L’aumento della densità dei dati su disco fa crescere anche anche le potenziali interferenze magnetiche tra le tracce (ITI), causa di problemi nella gestione dei dati e della comparsa di errori.

Per quanto riguarda le operazioni di lettura, la tecnologia TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording) adottata da Toshiba utilizza due elementi nella testina che è stata concepita proprio contrastare potenziali problemi. In scrittura, la già citata FC-MAMR migliora significativamente la stabilità della testina dirigendo in maniera più precisa il campo magnetico tra polo di registrazione magnetica e supporto di registrazione. Due strati magnetici sono incorporati nello spazio di scrittura della testina e viene applicata una corrente di polarizzazione che inverte la magnetizzazione di uno degli strati, un effetto noto come spin-transfer torque, migliorando il campo di registrazione e le prestazioni della testina in scrittura.

Lo spin-transfer torque (STT) è un fenomeno fisico che si verifica quando una corrente elettrica (è richiesto l’utilizzo di correnti di bassa entità) attraversa un materiale magnetizzato: gli elettroni che si muovono nella corrente interagiscono con gli spin degli elettroni magnetizzati, generando una forza magnetica nota come torque. Lo spin-transfer torque viene appunto utilizzato per controllare la magnetizzazione di un materiale magnetico e scrivere bit, rappresentati da regioni di materiale magnetizzato con una magnetizzazione orientata in una direzione specifica.

Per mantenere massime prestazioni durante le varie attività, l’unità MG10 fa leva anche sulle tecnologie Stable Platter e Dynamic Cache di Toshiba. Stable Platter riduce le vibrazioni stabilizzando l’albero del motore su entrambe le estremità mentre Dynamic Cache ottimizza il modo in cui la cache viene allocata grazie a un algoritmo intelligente e una gestione del buffer integrata.

Infine, Persistent Write Cache protegge i dati scongiurando eventuali perdite di informazioni, possibili con altri prodotti. Se si verifica un’interruzione dell’alimentazione mentre l’unità sta scrivendo sul disco, i dati vengono salvati nella cache e scritti sull’unità quando l’hard disk torna a ricevere energia.

Le prestazioni

In termini di prestazioni, un hard disk come il Toshiba MG10ACA20TE risulta convincente: messo alla prova con un tool come CrystalDiskMark, l’hard disk ha fatto registrare – nei nostri test – circa 3.400 MB/s in lettura nel test 4K QD32 T1.

Toshiba, come abbiamo evidenziato in precedenza, fa riferimento a 268 MB/s come sustained transfer rate: il dato è facilmente confermabile eseguendo un test, ad esempio, con ATTO Disk Benchmark, uno strumento software compatibile con Windows che effettua un ampio ventaglio di test per stimare le prestazioni dell’unità di memorizzazione nel “mondo reale”: è possibile personalizzare la coda di attività da smaltire, la sovrapposizione di operazioni di I/O, richiedere l’esecuzione continua del test.

ATTO Disk Benchmark restituisce una velocità di trasferimento dati intesa come sustained transfer rate pari a circa 265 MB/s, sia in lettura che in scrittura, esattamente quanto dichiarato da Toshiba.

Con l’espressione sustained transfer rate ci si riferisce alla velocità di trasferimento dei dati che può essere sostenuta in modo continuo su un’unità di disco rigido. In altre parole, rappresenta la velocità media di lettura o scrittura dei dati su un disco rigido durante il trasferimento di grandi quantità di dati, come ad esempio durante la copia di un file di grandi dimensioni.

Il sustained transfer rate è un’importante misura delle prestazioni degli hard disk, in quanto rappresenta la velocità effettiva con cui un’unità può trasferire grandi quantità di dati. Essa può essere influenzata da vari fattori come la velocità di rotazione del disco, la densità di dati e la tecnologia di registrazione utilizzata. Questo dato non rappresenta la velocità massima teorica di un’unità di disco rigido, ma piuttosto la velocità effettiva che può essere sostenuta in modo continuo durante il trasferimento di grandi volumi di dati.

Anche in termini di throughput medio, le prestazioni riportate da Toshiba trovano conferma nei test sul campo: addirittura la velocità di picco si spinge quasi fino a 300 MB/s per poi scendere intorno ai 260 MB/s circa. In media, comunque, si ha un valore di circa 265 MB/s.

Inserito in un NAS, in questo caso un quattro vani QNAP TS-451D2, l’hard disk Toshiba MG10ACA20TE ha fatto segnare una velocità di trasferimento dati rilevata pari a 273 MB/s circa in lettura sequenziale e 192 IOPS in scrittura.

Messo alla prova con trasferimenti di file di grandi dimensioni (abbiamo usato sia TeraCopy che FastCopy), il disco fisso della serie MG10 ha assicurato prestazioni stabili facendo registrare circa 285 MB/s. “Mettendo in difficoltà” l’unità con un gran numero di file di dimensioni molto piccole, l’hard disk Toshiba ha fatto rilevare prestazioni inferiori che non hanno superato i 160 MB/s sia in lettura che in scrittura.

Essendo rivolto al segmento aziendale, non è certo una sorpresa il fatto che il modello da 20 TB che abbiamo provato abbia tutte le carte in regola per lavorare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, 365 giorni l’anno. Poiché la crescita dei dati prosegue ad un ritmo impressionante, gli innovativi hard disk MG10 da 20 TB Toshiba con tecnologia FC-MAMR aiuteranno i service provider cloud-scale e i progettisti di soluzioni di storage a raggiungere densità di archiviazione più elevate per lo storage su cloud, hybrid-cloud e rack on-premise.

Maggiori informazioni sulla serie Toshiba MG10 sono disponibili sul sito ufficiale del produttore.