S příchodem NVMe SSD se úložiště v PC rozdělila na dvě různé technologie připojení do systému, na což můžete narazit, když zkusíte Windows přehodit ze SATA disku na NVMe SSD. Vypadá to ale, že by se SSD a klasické magnetické disky mohly zase sblížit, protože už i u HDD se uvažuje o jejich připojování přes protokol NVMe jako u výkonných SSD. Seagate už má prototypy takových disků, takže možná nastal začátek konce kabelů SATA.
První pevné (mechanické/magnetické) disky, které se do systému připojují přes PCI Express a protokol NVMe, předvedla teď firma Seagate. Stalo se to na Open Computer Project Summitu, tedy na konferenci zaměřené na serverový hardware. Právě tato oblast je centrem zájmu o NVMe HDD, pokud se podobná technologie rozšíří, bude to se serverů. Zda by pak přeskočila i do PC, to je prozatím ve hvězdách.
NVMe HDD zatím není sériovým produktem, ale jen prototypem. Seagate ho postavil okolo vlastního diskového řadiče, jenž podporuje připojení do systému jak pomocí tradičních protokolů (SATA, SAS), ale nově i NVMe. Elektronika tedy podporuje tři různé režimy. Naopak samotná mechanická část s plotnami a mechanismem hlav by měla být stejná jako u ostatních HDD, na její straně NVMe nic nezmění.
Řadič by pravděpodobně měl používat jen jednu linku PCI Express, což je pro výkony (maximální sekvenční rychlosti) magnetických disků zatím víc než dost. První generace, možná používané hlavně pro testování a odzkoušení technologie, mají mít proto jednolinkové rozhraní, ale v dalších generacích patrně mají být už dostupná jak jednolinková, tak dvoulinková (PCIe ×2) rozhraní. Důvodem možná ale není ani tak potřeba vyšší propustnosti (zvlášť pokud už půjde třeba o PCIe 4.0 ×2), ale to, že taková HDD pak budou podporovat připojení do systému typu dual-port, kdy se obě linky budou chovat nezávisle a případně redundantně.
Demo NVMe SSD od Seagate na Open Compute Project Summitu 2021. Konektor U.2 asi nemusí být finální fyzické provedení pro NVMe HDD (Zdroj: Seagate)Seagate demonstroval pole z těchto disků, které nepotřebovalo žádný RAID řadič, protože bylo podobně jako NVMe RAID sestavený z SSD připojené přímo k hostitelskému procesoru na jeho rozhraní PCI Express, respektive přes nějaký standardní přepínač PCI Express. Pole bylo složené z 12 disků HDD (3,5" typu).
Sjednocení úložišť na jedné technologii
Smyslem tohoto roubování NVMe na technologii magnetických disků je teď asi primárně zjednodušení infrastruktury úložišť. Pro servery by mělo být výhodné, pokud všechna úložiště budou připojená na společném/stejném typu rozhraní a pojednou přes stejné hardwarové a softwarové vrstvy. Procesory by mohly zahodit externí čipsety a také podporu SATA v samotném CPU. Nebudou třeba speciální řadiče SAS nebo RAID adaptéry, vše bude zapojeno mnohem jednodušeji na linky PCI Express sbíhající se v procesoru.
Demo NVMe SSD od Seagate na Open Compute Project Summitu 2021 (Zdroj: Seagate)Kromě toho přinese přesun HDD pod křídla rozhraní NVMe ještě další výhody, které jsou spíše dílem shody okolností. NVMe má nyní některé funkce, které se u HDD hodí – je to například technologie Zoned Namespaces nebo také Zoned Storage (ZNS), která na jedné straně dává smysl pro SSD s jejich různými režimy paměti Flash (SLC/pseudoSLC, MLC, TLC a QLC záznam). Ale současně se s ní dají také řešit problematické aspekty záznamu SMR na discích. Operační systém nebude muset tedy mít dva odlišné mechanismy pro optimalizaci výkonu a opotřebení úložišť SSD a na druhé straně zase zvlášť řešit host-managed SMR disky. S technologií ZNS by se oboje mělo dát řídit jedním softwarovým stackem.
- Tip: Je tu nová generace SSD protokolu: NVMe 2.0 a Zoned Storage. Už přichází i do HDD
- Tip: Co je SMR či Shingled Magnetic Recording u pevných disků? Jak funguje a je to problém?
Pojistka pro potřebu vyššího výkonu
Vedle těchto výhod ale NVMe a připojení přes PCI Express současně přinese i rezervu do budoucna, pokud by HDD nakonec přece jenom rychlejší rozhraní potřebovala. Teď to tak nevypadá, ale pokud se úspěšně rozjede technologie HAMR, mohla by o dost narůst hustota záznamu v HDD a s tím i rychlosti čtení a zápisu. A když se to pak zkombinuje s technologií Multi-Actuator, kdy HDD dokáže číst ze dvou nebo více ploten současně, může se stát, že jednou přestane nyní používané rozhraní SAS s teoretickou propustností 12,0 Gb/s (cca 1,5 GB/s, minus nějaká režie) stačit. Protože u NVMe/PCI Expressu budou průběžně linky zrychlovat, měl by tento teoretický problém být odvrácen.
Zatímco nyní jsou tyto disky ještě jenom prototypy, už je zřejmě naplánované uvedení do sériové výroby a reálné nasazení. Vzorky těchto disků má Seagate údajně začít zákazníkům (což budou asi výrobci serverů, nebo přímo velcí provozovatelé datacenter) v září 2022. Jako standardní komerční produkt by se pak NVMe HDD prý měly začít prodávat někdy v polovině roku 2024.
Zdroje: Seagate, Tom's Hardware
