据行业预测到2025年，单盘容量可升至100TB级别，届时会联合使用HAMR/EAMR、BPMR等技术，可想而知，随着盘片上的结构越发精细，所需记录的元数据容量也会增加，而且对伺服系统处理速度也提出了更高的挑战。相反，如果不能在元数据结构和容量以及处理速度上进行设计优化的话，磁盘整体容量的提升就会遇到瓶颈。
所谓未雨绸缪，为了加速冲刺达到更大容量，并提前设计应对元数据容量和处理速度瓶颈，西部数据公司日前向外界展示了一项前沿技术——OptiNAND。
西部数据公司在日前举办的HDD Reimagine大会上宣布，推出突破传统存储界限的全新闪存增强型磁盘架构设计。这一基于OptiNAND技术的全新磁盘架构设计，整合了西部数据在HDD和闪存领域的独特创新能力，对HDD进行了优化，并将HDD与iNAND嵌入式闪存器件进行了集成。全新的磁盘架构设计为超大规模云、云服务提供商（CSP）、企业、智慧视频领域的合作伙伴、NAS供应商等带来了一种大容量、高性能和高可靠性的存储解决方案，可应对当下及未来呈指数级增长的数据存储需求。
NAND不用做缓存？
早在几年前，西部数据就推出过混合硬盘，使用硬盘板载NAND作为一级存储，然后通过固件实现将数据在NAND和磁介质盘片之间进行迁移，利用这种方案来提升硬盘的整体性能。
西部数据本次发布的OptiNAND技术，冬瓜哥乍一看还真有点迷惑：
不同于使用闪存来存储用户数据的混合型硬盘，西部数据推出的全新磁盘架构设计是存储领域的一项突破。因其工作方式差异，全新设计能让产品的存储能力获得多维度的优化。通过在行业领先的硬盘中结合垂直集成的iNAND，以及增强型的固件算法和SoC创新，西部数据采用了OptiNAND技术的磁盘可提供更高的容量、性能和可靠性，从而帮助客户满足不断增长的存储需求。
经过详细了解才知道，OptiNAND所做的事情和缓存还真没有直接关系。综合来说，OptiNAND的主要作用是从另一个角度来提升容量、性能和可靠性。
容量：磁盘更加智能化，增强的固件算法可利用已转移到iNAND的扩展元数据增加每英寸磁道数（TPI），从而增加面密度，同时无需增加磁头或磁碟即可增加容量硬盘内部元数据存储从磁碟表面转移至iNAND 增加了用户数据在旋转介质上的总体可用面积针对采用SMR （叠瓦式磁记录）的客户和应用进一步增强性能表现。
冬瓜哥推测，随着现代磁盘机制越发复杂，盘片上结构越发精细，包括伺服系统在内的盘内辅助系统模块无论是在精度和复杂度上也都跟着提升了，所以对应的各类元数据量也必然跟着提升，磁盘内的元数据一部分是保存在盘片上的，这些元数据相当于地标，用来磁头纠偏定位测速等等用途。
另一部分则由固件来生成和管理。根据公开出来的一些信息，现代大容量HDD生成的元数据已经达到了GB级，由于数据量太大，无法以高性价比的方式存储在DRAM中，而如果从磁碟中按需读取，则会影响主机操作和性能。OptiNAND技术可为这些海量元数据提供更高性价比的存储，并支持快速实时的存取，从而将磁碟上的宝贵空间释放出来存储用户数据。
可重复偏转（RRO）元数据是位置误差信号中随着主轴旋转会重复出现的部分。RRO元数据在工厂的制造过程中产生，前代HDD将这些数据存储在磁碟上，而OptiNAND技术则将它们存储在iNAND中，从而为客户释放磁盘空间并实现更快的数据访问速度。
通过对写入操作的记录，可以减少相邻磁道干扰（ATI）。在前代HDD中，写入操作记录以磁道为单位，因此刷新是对整个磁道进行的。而OptiNAND技术在iNAND中记录了扇区级别的写入操作，因此这些元数据仅用于刷新扇区而非整个磁道。通过消除过多的刷新，相邻磁道可以更靠近，且不会降低性能。
第一代搭载OptiNAND技术的产品采用CMR记录格式，在9磁碟平台上实现了强劲的20TB大容量（2.2TB/盘片）。配备全新磁盘架构设计的首批产品借助西部数据业内首创的三阶寻轨定位系统（TSA）和HelioSeal技术等领先技术，采用可靠的ePMR技术扩展容量，单碟容量高达2.2TB。这是西部数据在业内开创的又一全新里程碑。目前，公司已向部分客户交付采用OptiNAND技术的新款九磁碟、20TB ePMR闪存增强型硬盘样品。
性能：由于释放了元数据的存储空间，优化之后的固件可以缩短处理时延，可以减少相邻磁道干扰（ATI）刷新次数，并减少写缓存启用模式下对写缓存刷写的需求。针对ATI效应定点刷新，提高内部磁盘效率在启用写缓存的模式下，写缓存刷新频率降低。因此减少了后台操作，缩短延迟为未来新功能的开发，创造更多机会。
可靠性：在紧急断电（Emergency Power Off, EPO）情况下，利用OptiNAND技术，一些没来得及永久落盘保存的元数据/用户数据可以暂存在NAND中，可容忍的不落盘数据量增加了近50倍，近100MB级别。相较于将数据刷写到SPI Flash 的前代HDD，OptiNAND技术可以安全地将约50倍的用户数据刷写至iNAND并保留。与此同时，OptiNAND技术还将能量辅助垂直磁记录 （ePMR）的应用范围继续延伸至未来数代HDD产品，使用户能够持续受益于这一广受认可的记录技术。这意味着，开启写缓存模式（WCE）获得性能提升的同时，能够在紧急断电期间刷写超过100 MB数据；如果仍然选择关闭写缓存模式（WCD），也可以实现接近开启写缓存模式时的随机写入性能。此外，通过西部数据的专有固件优化，主要是减少来自相邻磁道干扰的刷新，并减少开启写缓存模式下数据刷写的需求等，磁盘I/O延迟也得到了改善。
西部数据公司HDD业务部首席技术官车晓东博士表示：“有了这些提升以后，我们可以把新的技术优势转化为将来的产品。在接下来的五年里，搭载OptiNAND和ePMR技术的单块HDD容量可以到50个TB以上。目前我们已经向部分客户提供了20TB的ePMR OptiNAND硬盘，这个硬盘用九磁碟制成，每个碟拥有2.2TB的容量，比我们上一代容量最高的产品高了约10%。ePMR作为一个成熟的技术，在我们这一代的产品里已经开始广泛地应用。到目前为止，ePMR已经部署了接近100艾字节（EB），如果按单块HDD容量10TB计算，相当于1000万块HDD，这是非常可观的存储量。”
西部数据公司HDD业务部首席技术官 车晓东 博士
对于OptiNAND技术的前景，西部数据公司副总裁兼中国区业务总经理刘钢表示：“这是一个新的硬盘技术。将来会看到我们主流的大容量硬盘当中都会有OptiNAND技术，能提高密度、性能、可靠性。凡是在使用大容量盘的客户，包括云服务商、企业级需要大容量、高密度盘的客户都可能使用。很多头部的云客户也在做一些测试和预先的部署，所以云服务商也会有一些案列。OEM厂商也很看好这个新技术，接下来将采用OptiNAND技术的主流大容量硬盘用到自己服务器里面，因此除云服务商以外，企业级客户也可能会使用到”。
西部数据公司副总裁兼中国区业务总经理 刘钢 Bill Liu
采用OptiNAND技术的新型闪存增强型存储架构将用于西部数据的企业级硬盘系列产品和存储平台中。该架构还将作为未来设计和创新的基础，在智能化、可靠性、容量和上市灵活性等方面取得进一步的提升。西部数据公司将在下半年开始发布针对特定市场的专用产品。
作为全球领先的存储解决方案供应商，西部数据公司拥有的全线多场景的存储技术和产品可充分满足来自不同领域的客户的需求，且同时拥有闪存以及硬盘两大业务板块。今年西部数据与合作伙伴铠侠联合研发出第六代162层3D闪存技术。与上一代产品相比，它降低了单位成本，并使每个晶圆的制造位增加了高达70%。我们还拥有包括能量辅助磁记录（EAMR）技术、业界领先的三阶寻轨定位系统（TSA）以及第六代HelioSeal等硬盘技术，并把这些技术应用到了数据中心产品组合中，为用户和市场提供更高的面密度和更低的总体拥有成本。
OptiNAND技术已经突破了存储的传统界限，为西部数据的EAMR、TSA和HelioSeal等行业首创技术再添一笔，使全球用户能够自如应对当前现象级的数据增长。
