Hard disk che si riparano da soli: Seagate presenta ADR

In queste settimane è stato tolto il velo da Seagate Exos Corvault, una soluzione per lo storage dei dati di classe petabyte che si mette in evidenza per una caratteristica davvero interessante: Corvault monta hard disk che si riparano da soli. Per un disco fisso, che notoriamente presenta parti in movimento e può smettere di funzionare per via di un problema fisico a livello di testine e piatti magnetici, l’autoriparazione sembra fantascienza. In realtà, sebbene si tratti di una soluzione orientata ai data center e alle imprese di più grandi dimensioni, Corvault contribuirà a ridurre il costo a terabyte di dati memorizzati, anche sul cloud.

Seagate Exos Corvault: sistema di archiviazione con 106 hard disk che si riparano da soli

Il sistema di archiviazione messo a punto da Seagate può accogliere 106 hard disk per server della serie Exos, con una capacità pari a 20 Terabyte ciascuno. Inseriti tutti all’interno di Exos Corvault, è ad oggi possibile ottenere uno storage complessivo pari a 2,1 Petabyte a fronte di un ingombro che equivale all’utilizzo di un rack 4U (quasi 18 centimetri).

Tipicamente, quando si ha a che fare con un simile numero di dischi, nel corso del periodo di garanzia di 5 anni alcune unità si guastano. Di solito, quindi, i tecnici provvedono a sostituire gli hard disk difettosi con esemplari nuovi: il software di archiviazione si occupa della configurazione e dell’inserimento nel pool di unità preesistente.

L’approccio introdotto con Corvault cambia questo schema: la sostituzione di un hard disk all’interno del sistema di archiviazione, sarebbe richiesta soltanto in casi eccezionali. Proprio perché la macchina si occupa di attivare, al bisogno, le funzioni di autoriparazione delle unità magnetomeccaniche.

Come funziona la tecnologia ADR (Autonomous Drive Regeneration)

La tecnologia ADR (Autonomous Drive Regeneration) fa in modo che in caso di guasto su un hard disk, quella stessa unità non scompaia completamente dal pool ma presenti semplicemente una capienza ridotta, comunque utilizzabile per lo storage dati dati.

Il malfunzionamento più comune che induce alla sostituzione di un hard disk, come accennato in precedenza, risiede di solito in un problema a livello di testina o di superficie del disco. Nei moderni dischi fissi da 20 Terabyte, per esempio, 20 testine e 10 piatti concorrono a garantirne il corretto funzionamento. Se il problema fosse limitato a un ridotto numero di piatti o testine, Corvault può rilevare l’anomalia e riconfigurare l’unità difettosa affinché sia utilizzato solo lo spazio offerto dall’hardware ancora funzionante. Così, con un hard disk da 20 Terabyte, se Corvault realizzasse che il problema di funzionamento riguarda solo il 5% dell’unità, il resto (ovvero 19 Terabyte) può essere tranquillamente utilizzato per lo storage dei dati. In questo modo si può continuare a usare il disco, senza mettere da parte l’intera unità.

In caso di comportamenti anomali, il controller rimuove il disco rigido dal pool, verifica tutti i componenti e quindi segnala la capacità disponibile al controller. Espletati questi passaggi, il software di archiviazione, in esecuzione su due controller hardware ridondanti con uscite SAS, riporta il disco rigido nel pool.

Erasure coding, per scongiurare eventuali perdite di dati

Eventuali perdite di dati sono scongiurate grazie alla distribuzione dei dati su tutte le unità con la tecnica chiamata erasure coding. Nel gergo di Seagate, la tecnologia si chiama Autonomic Distributed Allocation Protection Technology (ADAPT).

In generale, tuttavia, erasure coding (codifica di cancellazione, in italiano) protegge i dati suddividendoli in blocchi e creando una serie di dati codificati (noti come codici di ridondanza) che contengono informazioni aggiuntive rispetto ai dati originali. Se alcuni blocchi vengono persi o danneggiati, i dati originali possono ancora essere recuperati a partire dal contenuto dei blocchi rimanenti.

Gli ingegneri di Seagate spiegano che una riserva composta da un solo disco rigido capiente 20 Terabyte è sufficiente per compensare 20 difetti nella superficie del disco o a livello di testine. La ricostruzione dopo un difetto del disco richiede solo poche ore anziché pochi giorni o addirittura settimane a causa della quantità di dati notevolmente ridotta.

Al momento ADR è implementata nei dischi fissi Exos da 18 Terabyte ma Seagate ha lasciato intendere che sarà progressivamente supportata da un numero sempre più ampio di hard disk.

La capacità dei dischi rigidi dovrebbe inoltre aumentare in modo significativo nei prossimi anni: Seagate intende offrire unità con 50 Terabyte di spazio di archiviazione utilizzando la tecnologia HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) già nel 2026. Questo balzo in avanti spingerebbe la capienza massima complessiva di una soluzione come Corvault fino a 5,3 Petabyte su rack 4U.

Di recente Seagate ha annunciato i primi hard disk HAMR da 32 e 40 Terabyte. In un altro articolo abbiamo visto le principali differenze tra dischi fissi CMR, SMR, MAMR, HAMR e HDMR.