結合EAMR磁錄與嵌入式快閃記憶體，WD推第二款20TB硬碟

關於20 TB儲存容量的硬碟機型，WD於2019年6月，展示了9碟片設計的硬碟產品，當中結合了快閃記憶體與疊瓦式磁錄技術（SMR）；9月揭露這款產品型號是Ultrastar DC HC650，並將於年底提供樣品給特定用戶，2020年上半開始量產；隔年7月宣布Ultrastar DC HC650開始出貨，並標榜它採用主機管理疊瓦式磁錄技術（host-managed SMR）。

在2021年8月底，WD宣布推出新款9碟片設計的20 TB硬碟，當中採用新的快閃記憶體強化硬碟儲存架構，結合他們發展的OptiNAND技術，能以最佳的方式整合硬碟與嵌入式快閃記憶體（iNAND Universal Flash Storage記憶卡），可用於超大規模雲端服務業者、企業、智慧視訊監控廠商、NAS供應商。

這款硬碟是第一款導入上述新架構的硬碟，並如同Ultrastar DC HC650，運用了三軸式驅動臂（Triple Stage Actuator，TSA），以及氦氣密封填充技術HelioSeal，每張碟片可因此達到2.2 TB的儲存容量，

同時，也能在他們發展的能源輔助垂直磁記錄技術（Energy-assisted PMR，ePMR）之上，獲得更大容量的擴充能力。

到了11月，多家國外IT媒體報導WD推出兩款20 TB硬碟，分別是Ultrastar DC HC560，以及WD Gold系列增加20 TB的機型，都標榜採用9碟片設計、傳統磁記錄技術（CMR），皆是首度將OptiNAND實作納入，以提供更多儲存容量，也運用能源輔助磁記錄技術（EAMR）、三軸式驅動臂技術、氦氣密封填充技術。

依照這些特色來看，這兩款機型應該就是8月底WD發表的20 TB硬碟。而在該公司公布的產品規格資訊中，也提及它們的轉速均為7200 rpm，支援6 Gb SATA介面，持續傳輸率為269 MB/s，搭配的緩衝記憶體容量為512 MB，平均故障間隔時間為250萬小時，提供5年的有限保固。

不過，相較於其他廠商推出的20 TB硬碟，WD產品本身包含了硬碟的磁記錄技術與OptiNAND快閃記憶體技術，在效能並未特別突出，而且在多數人的認知當中，快閃記憶體／固態硬碟隨著使用時間日久而可能有儲存容量減少的狀況，他們究竟為何如此設計？

WD表示，OptiNAND並非混合儲存技術，兩款20 TB硬碟會搭配強化的韌體演算法，而能更聰明地運作，因為這種作法能夠將擴展的詮釋資料（metata）卸載到iNAND快閃記憶體，並促使每臺硬碟具備更高的每吋磁軌數量（Tracks Per Inch，TPI），提升單位磁軌密度，而能增加硬碟的表面儲存密度。

而這些硬碟是首批將OptiNAND技術實作為啟用更大儲存容量的產品，而以9張碟片的形式、CMR磁記錄格式，來提供20 TB容量（每張碟片可儲存2.2 TB的資料）。

WD強調，iNAND並非作為終端使用者的可用儲存容量。有別於混合式硬碟裝置將快閃記憶體用於儲存資料，OptiNAND架構能從多個面向來增進儲存容量，但使用者無法在iNAND快閃記憶體放置、存取或刪除資料，也不針對經常讀取的資料提供快取處理──事實上，只有少量使用者資料會暫時放置在iNAND快閃記憶體，以防突然發生斷電的狀況。

相對地，若有了OptiNAND技術，重要的硬碟內部處理功能，可因為iNAND技術的搭配，獲得詮釋資料容量增加的特色，進而從多個層面來改善使用者體驗，硬碟功能也能以更有效率地的方式執行。

然而，OptiNAND具體的技術架構與運作原理到底是什麼？根據WD的解釋，它整合了iNAND系列的UFS嵌入式快閃記憶體儲存裝置（EFD）、傳統硬碟，以及結合創新技術的韌體演算法、系統單晶片，以此基礎而能拓展未來儲存裝置的容量、效能、可靠性，但這並非混合式儲存技術。

之所以發展出OptiNAND技術，WD的理由是當代硬碟架構已包含記憶體與與處理能力，並且搭配非揮發型記憶體，作為裝置開機與存放少量詮釋資料之用，隨著硬碟架構持續改良，廠商會在系統記憶體配置中增添快閃記憶體的階層──原因在於其具備比DRAM更大的成本優勢，又能兼具持續儲存資料的特性、超越硬碟的存取速度，而能讓硬碟維持有足夠空間來執行主機端的各種作業之餘，還能在相當有限的時間之內完成計算工作。

在OptiNAND出現之後，能協助支援此項技術的記憶體階層架構運用硬碟內部的系統單晶片，進而控制與iNAND EFD之間的溝通方式，而硬碟也可運用隨之而來的詮釋資料容量擴增色，提升內部管理功能執行效率，相對地，可藉此減少未來搭配DRAM的需求，還能運用更精密的方法來達成更大的儲存容量、效能與可靠性。

以容量提升的方式為例，OptiNAND可結合硬碟的三軸式驅動臂技術，透過每吋磁軌數量（TPI）的增加，提高碟片表面密度，從而提供更大的儲存容量。

WD表示，一般而言，傳統硬碟若要增加表面密度，會產生GB等級的詮釋資料，因為這當中要從硬碟介面與主機運作與效能等環節，按需擷取相關資料，而規模如此過於龐大的資料，很難繼續沿用DRAM來實現成本效益；而改用OptiNAND，對於巨量詮釋資料的儲存與即時存取需求，能帶來更好的成本效益，以及快速存取，並將寶貴的空間保留給硬碟裝置，用以存放使用者的資料。

產品資訊

WD Ultrastar DC HC560
●原廠：WD
●建議售價：廠商未提供
●外觀尺寸：3.5吋
●機械設計：氦氣封裝
●容量：20 TB
●傳輸規格：6Gb SATA
●支援磁碟格式：4Kn、512e
●緩衝記憶體：512 MB
●轉速：7200轉
●最大持續傳輸率：269 MB/s
●平均延遲：4.16毫秒
●平均故障間隔時間（MTBF）：250萬小時
●工作負載耐用度：每年550 TB
●耗電量：運作時為7瓦
●重量:：690克

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】