ついに容量5TBのハードディスクが2014年に登場、2020年には20TBへ

By Roberto Fontana

これまでハードディスクの容量は、主として磁気密度を向上させることで増大し続けてきましたが、その磁気密度の向上が限界に近づきつつありました。この問題を打破するべくSeagateテクノロジーはSMRという技術を採用、ハードディスクの容量を25％増大させることに成功しました。

Seagate to produce 5TB hard drive next year, 20TB by 2020 - Computerworld
http://www.computerworld.com/s/article/9242268/Seagate_to_produce_5TB_hard_drive_next_year_20TB_by_2020

AnandTech | Seagate to Ship 5TB HDD in 2014 using Shingled Magnetic Recording
http://www.anandtech.com/show/7290/seagate-to-ship-5tb-hdd-in-2014-using-shingled-magnetic-recording

NANDフラッシュが微細化の限界に突き当たっているのと同じように、ハードディスクも磁気密度の限界にさしかかっています。従来、ハードディスクの容量は、プラッタ1枚あたりにどれだけのデータを詰め込めるかを競う形で増大してきました。データはプラッタ上でトラックという領域に保存されます。このため1枚のプラッタにより多くのトラックを載せることでハードディスクの容量は増大することから、プラッタの磁気密度を高める努力が続けられてきました。

しかし、「超磁性限界」の理論により1平方インチあたりの限界記録密度は1Tbであるとされるところ、すでに磁気密度を高める手法は限界に近づきつつあります(例えば、Seagateのハードディスクはすでに1平方インチに625Gbの記録密度にまで達しています)。

そこで磁気密度を高める方法とは別に記録容量を増加させるべく研究開発された技術の一つが「Shingled Magnetic Recording(SMR)」です。

従来のハードディスクのデータ記録はトラックを単位に行われており、書き込みトラックの幅は読み込みトラックの幅よりも広い構造をしていました。つまりトラックの端に無駄なスペースがあったのです。

これに対してSMRではトラックはまるで屋根瓦のように重ねられ、トラックの無駄な部分を活用することが可能です。

SMRの採用により、Seagateはハードディスク容量は25％向上するとしています。現在最も高密度なプラッタは1枚で1TBの容量ですが、これを1.25TBに向上させられるとしています。これにより、Seagateは2014年中にプラッタを4枚組み込んだ容量5TBのハードディスクをリリースするとのことです。

もっとも、SMRには設計上一つの問題があります。それは、重ねられたトラック部分にデータが保持されている場合、これが上書きされてしまいデータが損壊するリスクがあるという問題です。この問題をSeagateはトラックをバンドというグループに束ねることで解決しています。

Seagateは"瓦葺き"構造の末端でトラックをバンドにグループ化、その時点でトラックを重ねる瓦葺きプロセスを停止することでデータが上書きされるのを回避する仕組みを採用しました。Seagateは、バンドをグループ化することで書き換えが必要なトラック数を最適化でき、データ書き込みのパフォーマンスが向上するとしています。

SeagateはすでにSMR技術を採用したハードディスクを100万台出荷済みであることを発表しています。また、一般家庭で使われる写真、ムービー、音楽などのデータが2年後には現在の20倍に増加すると予測しており、それにともなってさらなるハードディスク容量の増大を進めていく計画であり、ハードディスクの容量は2020年までに20TBに達するだろうとしています。

ハードディスクの容量を増加させる試みはさまざまであり、Seagateのライバル企業であるWestern Digitalは、ハードディスク内を空気よりも抵抗の小さいヘリウムで満たすことでプラッタをより接近させる技術により今年後半にも5TBのハードディスクをリリースすると噂されています。ハードディスク容量を向上させる技術競争はますます熾烈になりそうです。