解密硬盘驱动器之克来德法则

大多数懂技术的人都知道摩尔定律，说的是集成电路中晶体管数量的增长。在存储领域，也有一个关于硬盘驱动器的克来德法则（Kryder's Law），说的是每10.5年硬盘驱动器的信息密度就要增长1000倍，也就是说，每13个月存储密度就要翻一番。

业内分析师和存储专家都认为，以现在的硬盘驱动器技术来说，要想达到克来德法则所提出的增长速度实际上是不可能的。在过去三年，硬盘驱动器的密度增长率大多保持在30%～40%的样子——甚至远远没有达到克来德法则所说的每年接近100%的增长。

但是卡内基·梅隆大学（恰巧也是克来德法则倡导者、前希捷首席技术官克来德曾经工作过的地方）数据存储系统中心主管Jimmy Zhu表示，新兴的存储技术遵循着克来德法则提出的增长速度。Zhu表示，关键是我们要了解到，现在我们正处于一种存储技术结束、另一种存储技术兴起的时期。

Zhu表示：“如果我们认为能够在传统硬盘驱动器中获得更高密度的话，那就是自取其乐了。现在我们已经接近存储介质碑身的物理极限了，行业内大多数人认为未来几年存储介质密度的年平均增长率不会超过30%～40%。”

据Zhu称，现有硬盘驱动器技术的局限性主要是由于我们必须在存储介质中具备大量的内核识别性，而且没有足够的磁性将所有数据写入到磁盘中。他预测说：“未来两到三年内我们将碰到绝对的物理瓶颈。但所幸的是，现在人们已经开始考虑其他可选择的存储介质了。”

现在有三种不同的存储介质技术将率先突破现有的物理极限。

首先是由克来德发起研究的热辅助记录技术（Heat-Assisted Magnetic Recording，HAMR）。该技术是采用激光照射等手段对记录介质上一个非常小的区域进行瞬时加热，让磁头在该位置记录信息。当热源除去，记录区域冷却，该记录也稳定下来。

第二种方法就是采用“成型”位的纳米级记录技术，将读写操作的噪音降至最低。

第三种方式是Zhu提出的微波辅助记录技术（Microwave-Assisted Magnetic Recording，MAMR）。这项技术采用了一种内嵌在驱动器磁头上的旋转扭矩设备，产生一个高频磁区域。该磁区域实现了向介质的能源传输来支持读写操作，省去了激光束或者成型磁盘。

他说：“这些技术还处于最初的实验阶段，制造商仍在对这些技术的可靠性进行测试研究。每项技术会带来某种挑战，热辅助记录技术需要采用激光束；‘成型’磁盘技术则需要你考虑如何以商业的形式生产一款经济型产品；微波辅助记录技术由于要在磁头上嵌入设备，所以必须考虑这项技术是否可靠。”

Zhu表示，这些技术至少还需要两年时间才能完全实现商业化。与此同时，存储介质提供商将尽可能从现有的硬盘驱动器技术中“挤出”更多的存储空间。

Enterprise Strategy Group (ESG)分析师Mark Peters等业内人士纷纷从整个存储行业的角度来看待存储介质带来的挑战。Peters表示：“这不像查看某一年增加了或者出货了多少数据存储空间那么简单。相比以前来说，我们现有有更多的工具可以用来压缩存储容量。像自动精简配置和虚拟化这样的新兴技术让站点能够更好地利用现有设备，而且目前的经济情况迫使这些站点必须这么做。”

Peters认为，固态盘（SSD）将迅速普及市场，并且符合所谓的80/20规则，也就是固态盘可以为高性能应用处理80%的I/O，而硬盘驱动器技术只能处理剩下20%不要求实时处理的数据。

Peters表示：“固态盘技术最吸引人的地方就在于，它可以被封装成固态盘、封装在控制器中、甚至是作为处理器的一个组成部分。这让TI部门可以将存储分离开来——当然这也是需要管理分离环境的智能存储管理技巧。”

毫无疑问，在存储读取、存储管理、配置方法以及固态存储等技术方面的不断完善将帮助IT部门顺利渡过未来几年。这是一件好事，因为这是长期以来第一次不会出现所谓的“下一代”新技术。

Zhu表示：“十几年来我们一直致力于研发新的存储介质技术，在这期间，为了新技术为进入市场做好准备，我们需要做的就是向其中增加一些工程设计因素。现在整个行业内有经验丰富的工程师和科学家，我相信，存储技术将再一次符合它的增长曲线。”