信息爆炸時代，什么增長最快?幾何級數增長的海量數據當仁不讓，也帶動著相關存儲容量的持續增長。

　　IDC 稱，2020年，全世界創建或復制了約64ZB數據;未來五年所新生產的數據量，將是數字技術誕生以來，所有數據量的兩倍多。高效、低成本的數據存儲方式非常重要。得益于智能移動終端普及和PC小型化趨勢，非易失性(NVM)存儲產品在個人消費端市場占比快速提升，其容量需求在云存儲等技術的平抑下，增長并不顯著。而在企業及存儲方面，面對持續快速增長的數據存儲需求，哪怕到2025年，機械硬盤(HDD)仍將負責存儲82%的數據，HDD產品的復合增長率也將高達25%。對于 HDD 技術的投資，仍是不斷滿足全球數據增長需求的關鍵。

　　市場需求旺盛，是推動HDD單盤容量不斷增長的外因，而其內在原動力，則是來在原廠技術升級。如今，HDD封裝的碟片數量已經達到9張，繼續增加困難重重，如此一來提升單碟容量提升，更具體的是提高磁道密度是直接可行的方式。

　　西部數據新近公布的OptiNAND技術，是其HDD技術與閃存技術的集大成者，將此前已經在HDD上得以應用的HelioSeal(氦氣封裝)技術、三階尋軌定位系統(Triple Stage Actuator，TSA)、ePMR(能量輔助垂直磁記錄)等技術，與上百層堆疊的3D TLC、嵌入式閃存等閃存技術縱向集成在一起，在不改變現有物理、電氣及存儲架構基礎上，推出的全新HDD產品。

　　西部數據公司HDD業務部首席技術官車曉東博士透露，西部數據已經開始向部分用戶提供采用ePMR OptiNAND技術的20TB HDD產品，而采用這兩項技術的HDD有望在未來5年達到50TB單碟容量，大大延長了PMR技術的生命周期，能夠與SMR(疊瓦式)技術的產品形成更好的性能與容量差異化。

　　西部數據公司HDD業務部首席技術官車曉東博士

　　將NAND存儲介質與機械硬盤相結合，同時獲得SSD的速度與HDD的容量，SSHD產品是這一技術方向的早期嘗試。這樣新型的存儲架構，對操作系統的運作是非常大的挑戰，數據如何在兩種存儲介質之間“搬運”，又向誰發出、發出什么樣的讀寫指令，依賴第三方驅動程序與新款OS配合的模式，嚴重影像了HDD產品的兼容性。

　　OptiNAND的運作機制則完全不同，首先是它不存儲“數據”。嚴格意義上來說，OptiNAND的嵌入式閃存iNAND不是數據存儲裝置，不存儲任何用戶數據。它存儲的是硬盤操作的所謂元數據，是介質、操作、信號、數據甚至更多元素的混合體。

　　隨著硬盤容量的不斷增加，一方面邏輯扇區的數量線性增加，另一方面TPI(磁軌密度)與BPI(位線密度)增長實現了單碟容量增加，物理扇區尋址及讀寫穩定所依賴的數據量幾何級數增長，傳統HDD中Firmware(固件)所能存儲的信息非常有限，相關數據早已轉向存儲于磁介質的特殊區域(類似于0磁道)，操作延遲和性能水平可想而知。

　　例如可重復偏轉(RRO)，是位置誤差信號中隨著主軸旋轉會重復出現的部分。RRO元數據在工廠的制造過程中產生，傳統HDD將這些數據存儲在碟片上，而OptiNAND技術則將它們存儲在iNAND中，從而為用戶釋放磁盤空間并實現更快的數據訪問速度。

　　而昂貴的DRAM，為數據提供緩沖(Buffer)都還不夠，哪有閑心存儲這些元數據;同時，DRAM斷電即丟失的易失性，也不能用來存儲元數據。

　　在OptiNAND架構中，iNAND(嵌入式閃存盤，EFD)很好地平衡了容量/成本與非易失性之間的矛盾，轉向存儲于閃存介質上后，讀寫性能、延遲、容量都不再是問題。更理想的是，這樣還帶來了更好的OS透明特性，外部數據讀寫需求，無關硬盤內部運作方式，從OS到應用軟件，均無需調整HDD運行機制，甚至連驅動程序都不用額外加載。

　　OptiNAND的架構，不禁讓我們聯想到多年前的Hybrid Drive及OneNAND(NV Cache)設想：DRAM做數據傳沖，NAND做操作緩沖，高可靠性、長壽命甚至低功耗也是其主要特性。OptiNAND還提供了SLC(重寫負載)與TLC(重讀負載)的混合架構，可分別存儲不同類型數據，并保持DRAM運作機制不變。技術領域殊途同歸，如今相關產品還不見身影，而西部數據的OptiNAND產品已箭在弦上。

　　除了取代碟片上的專門區域，成為元數據的存儲介質，OptiNAND的加入還帶來了諸多“意想不到”的技能二次加成：

　　iNAND的加入，在一定程度上簡化了磁盤控制SoC的復雜度，數據與元數據分別置于碟片與NAND中，無需復雜的混合控制邏輯，SoC也能更專心地提升性能和優化控制;

　　加電后，NAND數據加載速度遠高于HDD加速再讀取相關信息，大幅減小了硬盤延遲;

　　NAND容量遠高于DRAM，且具有非易失性，在緊急斷電(EPO)情況下，元數據寫回的時長更短，或可寫回量更大，初期可保留的用戶數據增加了近50倍;

　　更大容量的元數據可包括更高的磁數據記錄的位置與精度信息，如三階尋軌定位系統(Triple Stage Actuator，TSA)的三個Actuator獨立控制信息，甚至可針對不同扇區的物理位置、磁頭飛行高度、磁介質性能，逐一保存磁頭讀寫信號強度;

　　更高精度的定位及讀寫控制，又進一步推進存儲密度提升與介質層面的性能提升;

　　通過優化固件縮短時延，主要在減少相鄰磁道干擾(ATI)刷新次數，并減少寫緩存啟用模式下對寫緩存刷寫的需求。

　　OptiNAND技術的出現，在很大程度上改變了HDD產品的容量/時間發展趨勢，另外，在EAMR(能量輔助存儲，如HAMR熱輔助、MAMR磁輔助存儲)技術成熟前，保持HDD容量及性能持續增長。某種意義上說，使HDD拉開了與SSD的容量差異、縮小了性能差異，用更好的容量性能比、容量價格比，持續滿足不斷增長的數據存儲需求。

　　西部數據公司副總裁兼中國區業務總經理劉鋼

　　西部數據公司副總裁兼中國區業務總經理劉鋼在最后也補充道：“OptiNAND技術未來將全面覆蓋西部數據主流的大容量HDD，凡是使用大容量HDD的客戶，包括云服務商、OEM廠商、企業級用戶等，都將進一步受益于搭載了OptiNAND技術HDD的大容量、高性能和高可靠性。”