O cabo de guerra da taxa de dados: equilibrando a velocidade e a capacidade do disco rígido.
07 fev, 2025
Para acompanhar o crescimento incessante dos dados, as empresas precisam implementar um armazenamento que atenda às demandas por escalabilidade e desempenho. Sem soluções que possam lidar com ambos, as operações cruciais podem falhar.
À medida que as empresas e os data centers se esforçam para acompanhar o crescimento incessante dos dados, elas enfrentam um desafio crítico: atender às demandas por escalabilidade e desempenho. Essas organizações devem equilibrar as crescentes necessidades de armazenamento com acordos de nível de serviço (SLAs) que exigem alto throughput (taxa de rendimento) e baixa latência. Sem soluções que possam lidar com ambos, as operações cruciais hesitam e ineficiências se espalham pela infraestrutura de TI, aumentando os custos e reduzindo a produtividade.
No cerne desse desafio está uma dinâmica que costuma ser descrita como o "cabo de guerra da taxa de dados". Essa tensão decorre da dupla necessidade de armazenar mais dados do que nunca antes, garantindo que eles possam ser acessados de forma rápida e confiável. Os discos rígidos, como a espinha dorsal dos sistemas de dados globais, têm um papel fundamental na solução desse equilíbrio. Elas devem encontrar o equilíbrio em um panorama cada vez mais polarizado, no qual capacidade e velocidade podem parecer mutuamente exclusivas.
Josiah Wernow, engenheiro-chefe da Seagate, estrutura esse desafio com precisão: “Não se trata apenas de armazenar mais, mas de recuperá-los em tempo hábil. É aí que nos encontramos, trabalhando nesse equilíbrio entre capacidade e velocidade.” Para a Seagate, isso significa expandir os limites da engenharia e redefinir as expectativas sobre o que os discos rígidos podem alcançar.
Tradicionalmente, os discos rígidos são vistos como os burros de carga dos sistemas de armazenamento: confiáveis, econômicos e capazes de uma imensa capacidade. No entanto, a capacidade por si só não é suficiente. Provedores de nuvem, clientes corporativos e aplicativos de IA exigem drives que não só mantenham enormes quantidades de dados, mas possam recuperá-los em velocidades incrivelmente rápidas. Sem esse desempenho, operações cruciais falham.
Essa dicotomia é particularmente evidente nos ambientes de nuvem. Os provedores devem equilibrar escalabilidade com acordos de nível de serviço que exigem alto throughput e baixa latência. Como Wernow explica, “Se um disco não consegue acompanhar as demandas de acesso, você acaba com sua capacidade ociosa. Eles estão lá, mas não são utilizáveis na escala que você precisa.” Essa capacidade dependente representa uma ineficiência crucial, que pode se disseminar pela infraestrutura de TI, aumentando os custos e reduzindo a produtividade.
A Seagate está há muito tempo na vanguarda da inovação de armazenamento, e sua resposta ao cabo de guerra entre capacidade e velocidade está enraizada na precisão da engenharia. Um dos nossos recentes avanços é a tecnologia de atuador duplo. Esse sistema divide com eficácia a carga de trabalho de buscar dados em dois braços independentes dentro do disco, dobrando a capacidade de throughput em comparação com os discos tradicionais com um só atuador. Para ambientes de grande escala, como data centers, isso pode significar a diferença entre alcançar metas de desempenho e ficar aquém da alta demanda.
Além das soluções mecânicas, a plataforma Mozaic da Seagate com a tecnologia de gravação magnética assistida por calor (HAMR) tem um papel fundamental. A HAMR usa aquecimento a laser controlado para permitir que os dados sejam gravados em trilhas muito mais estreitas, levando a densidade de área a níveis sem precedentes. As trilhas estreitas tradicionalmente apresentam desafios para as velocidades de leitura/gravação, mas as plataformas Mozaic da Seagate continuarão a garantir desempenho à medida que a capacidade se expande para o futuro. Esse requisito de alto TPI (trilhas por polegada) e BPI (bits por polegada) coloca uma pressão adicional sobre o subsistema servomecânico, mas a Seagate mitiga isso com suspensões avançadas de três estágios e tecnologias de feedback servo adaptável.
Complementando essas tecnologias está a otimização das velocidades de rotação da Seagate. Embora velocidades de rotação mais altas possam gerar taxas de dados mais rápidas, elas vêm com desvantagens, como maior vibração e consumo de energia. A Seagate desenvolveu soluções que equilibram essas variáveis, garantindo que os discos rígidos continuem confiáveis mesmo com as altas velocidades de rotação usadas hoje.
As inovações de engenharia da Seagate são profundamente baseadas na colaboração com seus clientes. Cada data center tem demandas únicas, desde as cargas de trabalho pesadas e imprevisíveis dos provedores de nuvem até as necessidades especializadas dos ambientes de pesquisa de IA. Entender esses desafios é crucial para desenvolver soluções que funcionem em condições reais.
Por exemplo, a Seagate trabalhou com clientes corporativos e de nuvem para desenvolver um firmware que ajustasse os parâmetros de leitura/gravação de discos rígidos corporativos dinamicamente com base nas flutuações de carga de trabalho. Da mesma forma, ao continuar inovando com capacidades mais altas por prato dentro dos formatos de disco rígido padrão do setor, a Seagate garante que os sistemas de armazenamento possam maximizar a capacidade, otimizando sua densidade de rack e eficiência energética.
Wernow enfatiza o valor desse ciclo de feedback: “As melhores soluções não vêm de um laboratório, mas da compreensão de como a tecnologia é usada em campo e da iteração baseada nessas necessidades.”
O que está em jogo para solucionar o equilíbrio entre capacidade e velocidade vai muito além das organizações individuais. O armazenamento confiável sustenta o ecossistema de tecnologia global. Ele possibilita avanços em IA, capacita a expansão dos serviços de nuvem e oferece suporte a aplicações cruciais em campos como saúde, transporte e finanças. Quando discos rígidos podem fornecer capacidade e velocidade, eles removem os gargalos que, de outra forma, poderiam desacelerar esses avanços.
Vamos considerar as cargas de trabalho de IA como um bom exemplo. O treinamento de modelos avançados de machine learning requer acesso a conjuntos de dados enormes, com velocidades de recuperação que podem acompanhar as demandas computacionais intensivas. Ao lidar com o cabo de guerra da taxa de dados, a Seagate garante que essas inovações possam continuar se expandindo sem interrupção.
Além disso, o efeito cascata das soluções de armazenamento corporativo da Seagate contribui para reduzir os custos totais de propriedade (TCO) para os data centers. Com discos capazes de oferecer alta densidade e acesso rápido, as organizações podem reduzir a redundância e eliminar ineficiências em sua infraestrutura de armazenamento.
O equilíbrio entre capacidade e velocidade ficará mais desafiador à medida que as demandas de dados aumentarem. A abordagem da Seagate à inovação garante que os discos rígidos possam atender a essas demandas enquanto continuam a evoluir. Tecnologias como HAMR e atuadores duplos não são endpoints, mas blocos de construção para o futuro.
Pensando no futuro, Wernow reflete sobre as implicações mais amplas desse trabalho: “Cada aprimoramento que fazemos possibilita algo maior, seja análise mais rápida, IA mais inteligente ou simplesmente uma experiência melhor para as pessoas que usam tecnologia todos os dias.” Com seu conhecimento em engenharia, a Seagate não só está solucionando os problemas de hoje, como capacitando as possibilidades de amanhã.