AI導(dǎo)致的存儲漲價潮已經(jīng)持續(xù)了好一段時間了,現(xiàn)在不僅內(nèi)存和SSD漲價,機械硬盤的價格也變貴了。對有數(shù)據(jù)存儲需求的人來說,買硬盤也變成了頭疼的事情。
最近,國產(chǎn)玻璃硬盤實現(xiàn)量產(chǎn)的消息在互聯(lián)網(wǎng)上引起了一陣轟動。據(jù)湖北日報報道,華中科技大學(xué)科研團隊的玻璃硬盤實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。這種新的存儲技術(shù)兼具容量大、壽命長的優(yōu)勢,被不少人視為將存儲價格打下來的希望。
實際上,這并不是玻璃硬盤第一次進入大眾視野,此前不少海外品牌就進行過類似的嘗試。只是,種種因素下,它們的商業(yè)方案都失敗了。而雷科技關(guān)心的則是,國產(chǎn)玻璃硬盤,能讓存儲產(chǎn)品的價格回歸正常嗎?
一張碟片能存360TB,但讀寫能力不大行
傳統(tǒng)機械硬盤,真正用來存儲數(shù)據(jù)的部分是磁性記錄層,一般是用鈷合金薄膜制造的。而玻璃硬盤的主體部分都是用玻璃制成的,外觀看起來就是一塊薄薄的長得很像光盤的玻璃。
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(圖源:一堯科技)
它寫入數(shù)據(jù)的模式,就是用高能激光在玻璃這種透明材料內(nèi)部「雕刻」出納米級結(jié)構(gòu),并且都是三維立體存儲,可以在內(nèi)部層層堆疊,而不是傳統(tǒng)光盤那種只有正反兩面。因此,玻璃硬盤能在同樣的體積下實現(xiàn)更大的容量。
這次實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)的玻璃硬盤,主要由華中科技大學(xué)張靜宇科研團隊研發(fā),據(jù)稱是國內(nèi)唯一一家從事玻璃硬盤技術(shù)開發(fā)與生產(chǎn)的單位,與之關(guān)聯(lián)的企業(yè)是武漢一堯科技有限責(zé)任公司。他們攻克的主要難題是如何在玻璃內(nèi)部實現(xiàn)精準(zhǔn)「雕刻」,目前已經(jīng)能在單張玻璃碟片上實現(xiàn)400層數(shù)據(jù)堆疊和存儲,一張碟片就能存儲360TB的數(shù)據(jù)。
作為對比,目前傳統(tǒng)機械硬盤單碟容量最高也就7TB左右,而且這一規(guī)格的還沒商業(yè)化。存儲品牌希捷曾經(jīng)表示,2032年左右,機械硬盤單碟容量有望突破15TB。現(xiàn)在市面上已經(jīng)能買到32TB容量的機械硬盤,但都是通過多碟片組合實現(xiàn)的,32TB容量通常是10張碟片累加的結(jié)果。
關(guān)于玻璃硬盤,優(yōu)點說完了,那么缺點呢?
首先,讀寫方面有限制。它雖然名字叫玻璃硬盤,但其實更接近光盤。玻璃硬盤有個很致命的缺點,那就是只能一次性寫入,不能像機械硬盤那樣反復(fù)擦寫,這就導(dǎo)致它有很大的局限性。
其次,寫入速率比較慢。讀寫性能方面,玻璃硬盤寫入速率8-10MB/s、讀取速率50-200MB/s。說實話,它的讀取速率還算勉強湊合,寫入速率就非常慢了。作為對比,7200轉(zhuǎn)的機械硬盤順序?qū)懭胨俾室话隳艹^100MB/s。如果按照10MB/s的速率計算,360TB容量的玻璃硬盤把數(shù)據(jù)全部寫滿,大概需要一年多時間。
還有就是價格。玻璃硬盤本身的成本不高,張靜宇團隊稱其成本僅為傳統(tǒng)存儲介質(zhì)的十分之一。但是,玻璃硬盤需要專門的寫入和讀取設(shè)備,對普通用戶來說成本就非常高了。根據(jù)該團隊的說法,未來三至五年,簡易寫入設(shè)備有望做到親民價格。
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(圖源:一堯科技)
總的來說,目前玻璃硬盤的核心優(yōu)勢就是存儲成本更低、穩(wěn)定性更強,缺點則是寫入速度慢且需要專門的配套設(shè)備。
IBM失敗了,國產(chǎn)玻璃硬盤能支棱起來嗎?
國產(chǎn)玻璃硬盤量產(chǎn)新聞發(fā)布時,很多人都提到了IBM二十多年前的失敗項目。簡單來說,大概2000年前后,IBM推出了用玻璃基板代替鋁合金的機械硬盤。IBM這么做,主要是因為玻璃表面能做得更平滑,磁頭能貼得更近,單碟容量也能做得更大。而且,玻璃基板的剛性更強,旋轉(zhuǎn)速度更快,更適合高速硬盤。
然而,IBM的玻璃硬盤和今天的玻璃硬盤不是一回事,前者的存儲介質(zhì)仍然是覆蓋在玻璃基板上的磁粉,而后者玻璃本身就是核心存儲區(qū)域。
IBM玻璃硬盤上市后卻很快慘遭滑鐵盧,故障率高成為其致命缺陷。實際使用過程中,極其平滑的玻璃基板帶來了附著力差的問題,磁粉容易脫落導(dǎo)致故障。更要命的是,磁粉從基板上脫落后很容易堆積導(dǎo)致磁頭被卡并損壞,從而讓整塊硬盤都報廢。
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(圖源:Gough Lui)
玻璃硬盤的質(zhì)量問題導(dǎo)致IBM不得不在全球范圍內(nèi)大規(guī)模召回,品牌聲譽跌到了谷底。2002年,IBM將虧損的硬盤業(yè)務(wù)出售給日立,直接退出了存儲市場。
另外,多年以來,微軟一直在進行玻璃硬盤相關(guān)技術(shù)的研究。微軟為此制定了Project Silica計劃,并在2023年就公布了成果:實現(xiàn)了在一塊杯墊大小的玻璃中存儲7TB的數(shù)據(jù),可以完整保存長達(dá)1萬年。微軟的玻璃硬盤技術(shù)路線和一堯科技非常類似,但微軟在2026年年初發(fā)布完論文后就暫停了這個項目。
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(圖源:微軟)
微軟沒有將玻璃硬盤商業(yè)化,主要還是因為寫入設(shè)備成本極高。而且,作為一家軟件公司,微軟并不擅長硬件生產(chǎn)制造,不如直接掌握專利,等待其他企業(yè)來嘗試。據(jù)「中國光谷」報道,前微軟玻璃硬盤項目核心成員、前首席研究員羅卡斯 · 德溫斯卡斯加入了一堯科技成為聯(lián)合創(chuàng)始人,并擔(dān)任副總裁。
而一堯科技和張靜宇團隊能將玻璃硬盤項目推進到小規(guī)模量產(chǎn)階段,本質(zhì)上還是他們在激光寫入技術(shù)上取得了突破,看到了商業(yè)化的希望。張靜宇表示,他們擁有「完全的自主知識產(chǎn)權(quán)」。
你沒看錯,磁帶才是玻璃硬盤的真對手
AI技術(shù)的快速發(fā)展,導(dǎo)致存儲漲價,它的基本邏輯是這樣的:AI基礎(chǔ)設(shè)施對內(nèi)存和固態(tài)硬盤有巨大的需求。而且,AI對存儲設(shè)備的讀寫速率要求更高,所以三星海力士們都更愿意生產(chǎn)HBM(高帶寬內(nèi)存)這類產(chǎn)品。那么,為什么讀寫速率慢得多的機械硬盤也漲價了?
首先,固態(tài)硬盤漲價,必然導(dǎo)致更多人不得不退而求其次去買機械硬盤,推動了它漲價。
其次,AI對機械盤也是有需求的。AI訓(xùn)練的過程中,會用高速存儲來提升效率,但當(dāng)訓(xùn)練完成后,會有海量的數(shù)據(jù)需要備份存儲。理論上來說,數(shù)據(jù)對AI公司而言都是極其寶貴的資產(chǎn),不會真正刪除。而不需要頻繁讀取的冷數(shù)據(jù)就需要廉價大容量的設(shè)備來存儲。
為了兼顧算力和成本,如今大型AI數(shù)據(jù)中心都會建立極其嚴(yán)格的數(shù)據(jù)分層存儲架構(gòu),極其昂貴的熱存儲(HBM/NVMe SSD)、價格相對較低的溫存儲(大容量機械硬盤HDD)以及極低成本的冷存儲。而AI時代,玻璃硬盤的生態(tài)位就是冷存儲領(lǐng)域。
在這個領(lǐng)域,玻璃硬盤還面臨著一位強勁的對手——磁帶。很多人可能想不到的是,磁帶也是B端極其重要的存儲介質(zhì),檔案館、銀行、醫(yī)院等,都需要廉價存儲設(shè)備來存放海量冷數(shù)據(jù)。相比機械硬盤,磁帶的讀寫速率更慢,但壽命更長(服役時間通常10年左右)、功耗散熱更低(發(fā)熱幾乎為0)、價格更低(同容量不到機械硬盤三分之一)。
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(圖源:富士膠片)
當(dāng)然,和玻璃硬盤類似的,磁帶存儲還有磁帶機(讀寫驅(qū)動器)、磁帶庫(自動換帶)帶來的額外成本。對玻璃硬盤而言,它在AI時代面臨的最大對手不是傳統(tǒng)機械硬盤,而是看起來平平無奇的磁帶。磁帶擁有幾十年建立起來的成熟全球供應(yīng)鏈和標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理協(xié)議。玻璃硬盤想取而代之,必須把昂貴的寫入設(shè)備成本打下來,并建立起一套適配現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的全新軟硬件生態(tài)。
回到我們最初的問題:國產(chǎn)玻璃硬盤能讓大眾市場的存儲價格回歸正常嗎?短期內(nèi)顯然不現(xiàn)實。它注定不是為了普通人的電腦機箱而生,而是針對海量企業(yè)級冷數(shù)據(jù)定制的解決方案。
但從長遠(yuǎn)來看,如果玻璃硬盤能成功吃下AI爆發(fā)帶來的紅利,將原本被企業(yè)端占用的機械硬盤產(chǎn)能釋放回消費市場,就能起到平抑價格的作用。
無論如何,國產(chǎn)玻璃硬盤的量產(chǎn)落地,已經(jīng)為我們打破存儲成本的物理瓶頸帶來一點希望。
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