Western Digital sfida gli SSD QLC: HDD più veloci, dual-pivot e storage active cold

Le memorie NAND utilizzate nelle moderne unità SSD hanno ormai soppiantato gli hard disk meccanici nella quasi totalità dei PC client: d’altra parte, il confronto fra SSD PCIe NVMe e hard disk tradizionali è impietoso sul versante delle prestazioni. Gli hard disk (HDD) continuano però a mantenere un vantaggio difficilmente colmabile: il costo per terabyte.

Nei data center, dove la scala conta più della latenza estrema, questa differenza resta determinante. È proprio su questo terreno che Western Digital sta giocando una nuova partita, con l’obiettivo di preservare la rilevanza degli hard disk per gli anni a venire, non opponendosi frontalmente agli SSD, ma ridefinendo il perimetro d’uso degli HDD in modo molto più selettivo.

La strategia dell’azienda si articola chiaramente in due famiglie di prodotto distinte. Da un lato, i dischi orientati alle massime prestazioni possibili all’interno dei vincoli meccanici, con un’attenzione particolare al rapporto IOPS-per-terabyte; dall’altro, unità progettate per carichi prevedibili e consumi ridotti, pensate per quello che Western Digital definisce “active cold storage” (abbiamo parlato di dati caldi e dati freddi), una fascia intermedia che oggi non trova una risposta realmente efficiente né nei nastri né negli SSD QLC.

Cosa sono e come funzionano gli hard disk High-Bandwidth

Alla base degli High-Bandwidth HDD c’è un concetto tanto semplice quanto radicale: sfruttare in modo il parallelismo interno del disco.

Invece di considerare le testine come un collo di bottiglia inevitabile, Western Digital le trasforma in una risorsa scalabile. Durante il proprio Innovation Day, l’azienda ha mostrato due declinazioni di questa idea.

La prima utilizza più testine attive contemporaneamente per leggere e scrivere su tracce diverse, raddoppiando la larghezza di banda rispetto a un HDD tradizionale da 3,5 pollici. La seconda aggiunge un attuatore completamente indipendente, capace di gestire un proprio set di testine e di operare in parallelo rispetto al primo, ottenendo un ulteriore raddoppio delle prestazioni sequenziali. Ne parliamo nel paragrafo successivo.

In arrivo anche la tecnologia Dual-Pivot: cosa significa

L’architettura a doppio livello di parallelismo non è teorica: gli High-Bandwidth HDD sono già in fase di studio e verifica presso i clienti Western Digital. Il passaggio successivo, rappresentato dalla Dual-Pivot High-Bandwidth HDD architecture, introduce un secondo pivot indipendente all’interno dello stesso drive, senza penalizzare la capacità.

In un hard disk tradizionale c’è un solo pivot ossia un perno centrale su cui ruota l’attuatore che muove tutte le testine di lettura/scrittura. Anche se i piatti sono molti, le testine si muovono sempre insieme, come un unico “braccio”: è uno dei principali limiti prestazionali degli HDD classici.

Western Digital parla di “secondo pivot indipendente” perché all’interno dello stesso disco da 3,5 pollici sono inseriti due attuatori fisicamente separati, ognuno con il proprio perno (pivot) e ognuno controlla un proprio gruppo di testine. In pratica, invece di avere un solo braccio che si sposta avanti e indietro, il disco ne ha due, che possono muoversi in modo totalmente indipendente.

Con due pivot indipendenti l’hard disk di nuova generazione può eseguire due operazioni di lettura/scrittura contemporanee su zone diverse dei piatti, senza che un’operazione blocchi o rallenti l’altra. Quando entrambe le tecnologie verranno combinate in un’unica unità, Western Digital prevede un incremento fino a 4× delle prestazioni I/O complessive e un percorso di crescita della banda che, nel tempo, potrebbe arrivare a 8×.

Lo sviluppo dei Power-Optimized HDD

Parallelamente alla linea di hard disk ad alte prestazioni, Western Digital sta sviluppando i Power-Optimized HDD, che rispondono a una logica completamente diversa ma altrettanto cruciale.

I carichi di lavoro legati all’intelligenza artificiale generano enormi volumi di dati, come dataset, checkpoint e log, che devono restare rapidamente accessibili, ma non giustificano i costi energetici e di acquisizione degli SSD, né le latenze incompatibili del nastro. È qui che nasce il concetto di “active cold”: dati raramente consultati, ma che devono essere disponibili in pochi istanti.

I Power-Optimized HDD, pronti nel 2027, rinunciano deliberatamente a parte delle prestazioni di I/O casuale, adottando un modello di accesso più prevedibile e “minimal random IO”, in cambio di una riduzione dei consumi di circa il 20% rispetto agli HDD tradizionali. Su scala hyperscale, questa scelta si traduce in un abbattimento significativo del TCO, rendendo lo storage ad alta capacità più sostenibile sia economicamente sia dal punto di vista energetico.

È interessante notare come, pur servendo casi d’uso molto diversi, sia gli High-Bandwidth HDD sia i Power-Optimized HDD siano concepiti come alternative dirette a un’unica grande categoria di prodotti: gli SSD per data center basati su NAND QLC 3D. Essi offrono densità e prestazioni che gli HDD non possono eguagliare sul piano assoluto, ma a un costo e con un livello di conservazione (retention) dei dati che non sempre risultano ottimali per grandi volumi di informazioni a lungo termine.

Credit immagine in apertura: Western Digital