شیشه عمر هارددیسک ها کی خواهد شکست

تا یکی دو سال پیش شرکت های سازنده هارددیسک های ۵ ۳ اینچی برای تولید مدل های یک ترابایتی از پلاترهای ۲۰۰ و ۲۵۰ گیگابایتی استفاده می کردند تا اینکه Samsung از راه رسید و پلاترهای ۳۳۴ گیگابایتی را معرفی کرد

این محصول برخلاف انتظار مخاطبان، همچنان از پلاترهای ۴۰۰ گیگابایتی استفاده خواهد کرد. پس از آنکه شرکت Samsung در اقدامی شگفت‌انگیز ظرفیت پلاترهای ۵/۳ اینچی را تا ۵۰۰ گیگابایت افزایش داد، دیگر شرکت‌های این وادی مانند Seagate و Western Digital نیز گام در همان مسیر گذاشتند. با این حال حرکت Hitachi GST در استفاده از پنج پلاتر ۴۰۰ گیگابایتی در عوض استفاده از چهار پلاتر ۵۰۰ گیگابایتی برای بسیاری از کاربلدهای این حوزه قابل درک نیست. داخل پرانتز بگویم که مدیر شرکت TDK ادعا کرده مدل‌های ۵/۲ ترابایتی طی همین دو سه ماه آینده تولید شده و در ماه‌های ابتدایی سال ۲۰۱۰ یعنی بهمن و اسفند، روانه بازار خواهند شد. توجه داشته باشید که سه ماه ابتدایی سال ۲۰۱۰ با سه ماه پایانی سال ۱۳۸۸ همزمان است و نباید آن زمان را خیلی دور دید. این گفته را از مادر عروس، ببخشید مسؤول بخش تحقیق و توسعه شرکت Hitachi GST بشنوید که در حاشیه یکی از نشست‌های تخصصی از دهانش پریده است که مدل‌های ۴ ترابایتی از اواسط سال ۲۰۱۱ (بهار سال ۱۳۹۰) وارد بازار خواهند شد.

شاید بهتر بود این مبحث را از نقطه‌ای دیگر آغاز می‌کردم و می‌گفتم که شرایط بازار هارددیسک‌ها از حوالی دی‌ماه دگرگون خواهد شد، یعنی چاره‌ای دیگری جز دگرگونی ندارد. تولید پلاترهای ۶۴۰ گیگابایتی که در دستور کار بزرگان این حوزه قرار گرفته است را می‌توان نشانه‌های این امر تلقی کرد. در ادامه قدری در این‌باره صحبت می‌کنم.

تا یکی دو سال پیش شرکت‌های سازنده هارددیسک‌های ۵/۳ اینچی برای تولید مدل‌های یک ترابایتی از پلاترهای ۲۰۰ و ۲۵۰ گیگابایتی استفاده می‌کردند تا اینکه Samsung از راه رسید و پلاترهای ۳۳۴ گیگابایتی را معرفی کرد. از آن پس بود که برای تولید مدل‌های یک ترابایتی به جای استفاده از پنج پلاتر ۲۰۰ گیگابایتی یا چهار پلاتر ۲۵۰ گیگابایتی، از سه پلاتر ۳۳۴ گیگابایتی استفاده شد که هم زمان دسترسی به داده‌ها را کاهش می‌داد و هم انرژی کمتری در قیاس با قدما مصرف می‌کرد. از آن پس بود که مسابقه جدیدی میان حضرات آغاز شد. شرکت‌های Hitachi GST، Western Digital و Seagate به هر ضرب و زوری که بود می‌خواستند از سایه ذلت و خواری Samsung خارج شوند، از این‌رو تولید پلاترهای فشرده‌تر را در دستور کار خود قرار دادند. پس از آن بود که پلاترهای ۴۰۰ و اندکی بعد ۵۰۰ گیگابایتی، تولید و استفاده شدند. در پاراگراف بالا ادعا کردم که تولید پلاترهای ۶۴۰ گیگابایتی و عرضه آن به شکل تجاری تحولی بزرگ تلقی می‌شود، زیرا تکنولوژی مورد استفاده در تولید پلاترهای ۶۴۰ گیگابایتی با گونه‌های قبلی تفاوت‌های مختصری دارد و راه را برای توسعه ظرفیت پلاترهای ۵/۳ اینچی تا حوالی ۷۵۰ گیگابایت باز می‌کند. در این شرایط می‌توان در تولید مدل‌های ۲ ترابایتی آینده فقط از سه پلاتر ۶۴۰ گیگابایتی به جای پنج پلاتر ۴۰۰ گیگابایتی استفاده کرد. همچنین دستیابی به ظرفیت‌های ۵/۲ و ۲/۳ ترابایتی به‌ سرعت و سهولت امکان‌پذیر خواهد بود. به‌ همین دلیل است که تولید پلاترهای ۶۴۰ گیگابایتی را اتفاقی در عالم سیستم‌های ذخیره‌سازی قلمداد می‌کنم.

● هارددیسک‌های چهارگوش!

کاهش قیمت مدل‌های یک ترابایتی تا صد هزار تومان نوید آن را می‌دهد که مدل‌های ۵/۱ ترابایتی خود را آماده ورود به بازارهای عام می‌کنند. تا پنج شش ماه پیش پیش‌بینی بازار هارددیسک‌ها بسی آسان بود، اما در این روزها قدری پیچیده شده است. از این‌رو نمی‌توان به طور قطع گفت که چه اتفاقی رخ خواهد داد، اما سازندگان وامانده این حوزه چاره‌ای ندارند جز اینکه تغییر و تحولی بزرگ ایجاد کنند. دو سه ماه پیش در وب‌سایت‌های معتبر درباره توسعه آزمایشگاهی سیستم‌های ذخیره‌سازی جدید خبری منتشر شد که از پلاترهای مستطیل‌شکل به‌ جای پلاترهای مدور کنونی استفاده می‌کنند. درایوهای ذخیره‌سازی جدید HRD خوانده می‌شوند و شامل سلول‌های حافظه‌ای هستند که همانند حافظه‌های DRAM به ‌صورت منظم چیده و آدرس‌دهی می‌شوند. درایوهای HRD ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتری دارند، زیرا تمام سطح مغناطیسی آن‌ها قابل استفاده است. وجود موتور چرخنده در پلاترهای مدور کنونی باعث می‌شود که بخشی از مرکز پلاتر و محدودیت‌های هد خواندن و نوشتن تا بخشی از لبه بیرونی پلاتر غیرقابل استفاده باشد. دیگر اینکه، تعداد هد خواندن و نوشتن در هارددیسک‌های مدور کنونی دو برابر تعداد پلاترهای مورد استفاده است که به دلیل حرکت مکانیکی، شامل محدودیت‌ها و مشکلاتی است. هارددیسک‌های چهارگوش (HRD) موتور چرخنده ندارند، زیرا سطوح ذخیره‌سازی داده‌ها (تعادل پلاترها) ثابت است و هدهای خواندن و نوشتن وظیفه حرکت را بر عهده دارند. به ‌اختصار و با قدری اغماض می‌توان گفت که هارددیسک‌های چهارگوش از اغلب مشکلات دست و پاگیر هارددیسک‌های مرسوم مبرا هستند و همین امر تبدیل به تهدیدی بزرگ برای هارددیسک‌ها در چهار پنج سال آینده خواهد شد!

● قانون مور!

افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی پلاترها نتیجه افزایش تراکم داده‌ها یا سلول‌های حافظه روی پلاترهاست. چند صباحی است که پلاترهای ۵/۲ اینچی مورد استفاده در لپ‌تاپ‌ها و هارددیسک‌های قابل‌حمل بیش از پلاترهای ۵/۳ اینچی مورد توجه قرار گرفته‌اند. قیمت پلاترهای ۵/۳ اینچی که اغلب در دستگاه‌های دسکتاپ استفاده می‌شوند چنان است که حداقل برای پنج شش سال از دسترس رقبا مصون خواهند ماند. اما بازار هارددیسک‌های ۵/۲ اینچی به ‌شدت از سوی فلش‌ها و گونه‌های دیگر حافظه مورد تهدید واقع شده است. از این‌رو بخش‌های توسعه و تحقیق سازندگان هارددیسک بر افزایش همزمان تراکم داده‌ها و کاهش قیمت مصرف‌کننده پلاترها دارند. راستی با قانون مور آشنا هستید؟

جناب گوردون مور -بنیانگذار پیشین Intel- پیش‌بینی کرده بود که تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در پردازنده‌ها طی ۱۸ ماه دو برابر می‌شوند، یعنی سرعت فرکانس پردازنده‌ها طی ۱۸ ماه دو برابر خواهد شد. این قانون سال‌هاست که بر دنیای پردازنده‌ها سایه افکنده است و به ‌شکلی تصادفی در زمینه سیستم‌های ذخیره‌سازی نیز صدق می‌کند. از این قانون برای پیش‌بینی و برنامه‌ریزی بازار هارددیسک‌ها استفاده می‌شود. چنانچه قانون مور درباره هارددیسک‌ها تا سه چهار سال آینده همچنان معتبر باشد، شاهد رقابت سنگین دیسک‌های نوری پرظرفیت، قطعات فلش و هارددیسک‌های قابل‌حمل خواهیم بود. پیش‌بینی شده است قیمت چیپ‌های فلش در هر سال نصف خواهد شد، یعنی تا چهار سال آینده به یک‌هشتم قیمت کنونی خواهد رسید. از دیگر سو دیسک‌های نوری با ظرفیت‌های ۲۰۰ تا ۵۰۰ گیگابایت به ‌صورت تجاری وارد بازار خواهند شد و اگر هارددیسک‌های قابل‌حمل ۵/۲ اینچی نتوانند پاسخی در مقابل این رقبا قرار دهند، کلاهشان پس معرکه خواهد بود. از این‌روست که افزایش تراکم ذخیره‌سازی داده‌ها برای سازندگان پلاتر در قالب حکم مرگ و زندگی خودنمایی می‌کند!

● یک فرصت بی‌نظیر!

شاید کشف مواد ترکیبی جدید بتواند دنیای سیستم‌های ذخیره‌سازی مغناطیسی را از این گرفتاری برهاند. حتم دارم ماجرای کشف خواص کم‌نظیر نیمه‌رسانای گالیوم آرسناید (GaAs) را به خاطر دارید که چه غوغایی بر پا ساخت و در تولید چیپ‌های فاخر جایگزین سیلیکون (Silicon) شد. کشف گالیوم آرسناید در صنعت دیجیتال، فرصت‌های جدیدی برای سازندگان چیپ‌ها فراهم کرد. از این‌رو سازندگان اصلی هارددیسک امید دارند تا همای سعادت بار دیگر بر شاه‌های آن‌ها بنشیند و هدیه‌ای با‌قیمت به ایشان عطا کند. انتظار می‌رود تکلیف این موضوع طی یکی دو سال آینده مشخص شود.

نکته دیگری که سازندگان هارددیسک‌ها را وادار به سرمایه‌گذاری در صنعت چیپ‌های فلش کرد، نشت کوانتومی سلول‌های مغناطیسی حافظه است!

درباره نشت الکترون‌ها در ترانزیستورها بارها صحبت کرده بودم. فقط برای یادآوری تکرار می‌کنم هنگامی که صحبت از معماری ساخت ۴۵ نانومتری می‌شود، منظور فاصله میان ترانزیستورهاست. هرگاه فاصله ترانزیستورها از هفت هشت نانومتر کمتر شود، نمی‌توان الکترون‌ها را در داخل ترانزیستورها کنترل کرد و این موجودات از دیواره‌های بسیار نازک ترانزیستور فرار می‌کنند و درون چیپ‌ها را دریایی از الکترون‌ها فرا خواهد گرفت. این‌چنین است که می‌گویند چیپ سوخته است!

معضلی مشابه، پلاتر هارددیسک‌ها را تهدید می‌کند. به این ‌صورت که هرگاه سلول‌های مغناطیسی حافظه از حد مشخصی به یکدیگر نزدیک‌تر شوند، تبادل میدان مغناطیسی می‌کنند و این برهم‌کنش مغناطیسی می‌تواند واپاشی تمامی داده‌ها را روی پلاتر موجب شود. از این‌رو افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی پلاترها با محدودیت‌های بسیاری همراه است و این مشکل، دنیای هارددیسک‌ها را در سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۶ با بحرانی بی‌مانند روبرو خواهد کرد، مگر اینکه چاره‌ای اندیشیده شود!

● سخن پایانی!

شرکت Hitachi GST توسعه دو تکنولوژی ویژه را در دستور کار قرار داده است تا همزمان با افزایش تراکم و البته امنیت داده‌ها، امکان ثبت و خوانش بدون خطای داده‌ها را توسط هد خواندن و نوشتن نیز فراهم کند. از سوی دیگر ماندگاری داده‌ها روی سیستم‌های ذخیره‌سازی و انعطاف آن‌ها در برابر ضربه و البته حرارت، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. بدون شک تحولات بزرگی را در دنیای هارددیسک‌ها از ابتدای سال ۲۰۱۰ میلادی شاهد خواهیم بود، که اگر این‌چنین نشود، باید که فاتحه هارددیسک‌ها را از همین حالا بخوانیم. این تحول را در شیوه قیمت‌گذاری نیز شاهد خواهیم بود. اندکی صبر پیشه کنید که سحر نزدیک است!

جواد زارعی