素材を含むイノベーションでHAMRによる3TB／プラッタの高記録密度を実現、3月から量産開始
“30TB超え”大容量HDD時代へ突入、Seagateが新技術基盤「Mozaic 3+」を解説
2024年01月26日 08時00分更新
「この技術はストレージ業界の転換点であり、『ハードディスクドライブ（HDD）はなくならない』という、世界に向けた挑戦的な宣言でもあるのです」（Seagate PRビデオより）
Seagate Technology（シーゲイト）は2024年1月25日、HDDの記録密度を高め、3.5インチHDD 1台あたり30TBを超える大容量化を実現する、同社の新しいHDDプラットフォーム「Mozaic 3+」の技術説明会を開催した。このMozaic 3+を搭載した30TB超のデータセンター向け汎用HDD「Exos」を今年3月ごろから量産開始する。加えて、記録密度をさらに高める次世代／次々世代プラットフォームもすでに検証中であり、今後数年のうちに登場予定だという。
Seagateが新しいHDDプラットフォーム「Mozaic 3+」を発表。プラッタあたり3TB超の記録密度を実現する（右下に写るのがMozaic 3+を搭載したデモ機）
データ量の爆発に対応するために必要だった「記録密度の向上」
同説明会ではまず、日本シーゲイト 社長の新妻 太氏が、記録密度の大幅な向上を可能にするMozaicプラットフォームの開発に至った背景を説明した。
日本シーゲイト 代表取締役社長の新妻 太氏
近年、世界で生成されるデータの容量は爆発的に増え、データスフィア（データ環境）が急拡大を続けている。しかし、こうしたデータの急増に対してストレージ側の技術進化は追いついておらず、生成されたデータの多くは活用されることなく破棄されている。しかしその一方で、“AI時代”の到来によって、データのビジネス価値はかつてないほど高まっている。
したがって、これからのAI時代に企業が競争優位性を保つためには、「ストレージの総所有コスト（TCO）や環境負荷を抑えながら、ストレージ容量を大幅に増加させる」という、難度の高い課題に取り組まなければならない。そこで期待されるのがHDDのさらなる大容量化であり、そのためには同じ面積のプラッタ（HDDが内蔵する磁気ディスク）により多くの磁気ビットを記録できるようにする「記録密度の向上」が必要となる。
ただし、そこには物理的なハードルがある。事実、現在主に利用されているPMR（垂直磁気記録）方式は進化の限界に達しつつあると言われており、記録密度が向上するペースもスローダウンしている。
そこでSeagateでは、長年をかけて新たな磁気記録方式であるHAMR（ハマー、熱アシスト磁気記録）の研究開発と実用化に取り組んできた（HAMRの詳細は下記の関連記事を参照）。新妻氏は、PMRでは記録密度を2倍にするために9年を要したが、HAMRを採用したことでそれを4年で達成できる見込みだと説明する。
HAMRが実現するプラッタあたりの容量の推移。2023年の2.4TBから、今年は3TB超となり、4年後の2027年には5TB超を実現する見込み
現在のデータセンターで採用されている大容量HDD（PMR方式）は、1台あたり平均16TBの容量を持つという。これを30TBのHDDに置き換えることにより、同じデータセンターフットプリントでおよそ2倍のデータを保存できるだけでなく、消費電力の削減、製造時のカーボン排出量削減も実現するという。
現在標準的な16TB HDDを30TB HDDに置き換えることで、データセンターのスペース効率だけでなく、消費電力やカーボン排出削減にも効果があると説明した
複数のイノベーションにより実現したMozaic 3+
ただし新妻氏は「Mozaic 3+プラットフォームは、HAMR技術だけでなく、複数の革新的な技術が統合されたプラットフォームだ」とも強調する。発表によると、汎用的な量産製品としてHAMR方式を実現するためには、次のような複数のイノベーションが必要だったという。
●超格子プラチナ合金メディア（プラッタ）：プラッタの素材に鉄とプラチナの合金を採用。粒子の磁気保持力を大幅に向上（従来比で10倍以上）させることで、正確なデータ書き込みやビット安定性を実現。
●プラズモニックライター（書き込み装置）：HAMR方式ではプラッタ上に極小の熱スポットを生成し、そこに磁気で書き込みを行う。熱源となるナノフォトニックレーザー装置を独自開発し、書き込みヘッドと統合している。
●第7世代スピントロニック・リーダー（読み出し装置）：極小範囲の磁気記録を読み取るために、世界最小／最高感度の磁界読み取りセンサーを搭載。
●12nm統合コントローラー：ライター／リーダーの全体を制御するための統合コントローラーも自社開発。従来比で最大3倍の性能を実現しているという。
Mozaic 3+プラットフォームの概要図
説明会にオンライン出席したSeagateの研究開発部門、Seagate Research 副社長のエド・ゲージ（Ed Gage）氏は、たとえば鉄とプラチナの合金メディアについては「20年前から研究を重ねてきたものだ」と明かす。ただし、Mozaic 3+を実現するためには「メディア、ライター、リーダー、コントローラーの、すべての新しい技術が必要だった」と強調した。
「（Mozaic 3+の開発における）一番のチャレンジは、必要な技術要素がすべてそろわないと、本当に実現できるのかどうかも判断できなかったことだ。たとえば超格子プラチナ合金メディアが先にできていたとしても、プラズモニックライターが開発されていなければ書き込みはできなかった。すべての開発が同時進行しなければならない、そこが一番の課題だった。どれかひとつ、特定の技術がブレイクスルーになったわけではない」（ゲージ氏）
なおゲージ氏は、次世代／次々世代版のMozaic 4+／5+はすでにラボでの検証が進んでいると紹介した。Mozaic 3+の技術をそのまま高密度化（微細化）させて、Mozaic 4+ではプラッタあたり4TB超、Mozaic 5+では5TB超を実現できる見込みだという。加えて、研究部門ではプラッタあたり8～10TBの実現にも取り組んでいると述べた。「もちろん、そこで（記録密度向上が）終わりだと考えているわけではない」（ゲージ氏）。
またゲージ氏によると、Seagateでは今後、すべてのHDD製品ファミリーにおいてMozaicプラットフォームを採用していくという。したがって、新たに投入される製品からMozaic／HAMRを採用したものとなり、容量の拡大も期待できる。
Seagateのロードマップではすでに次世代のMozaic 4+、次々世代のMozaic 5+も公表されている。その登場は数年以内だという
データを記録中の、Mozaic 3+を搭載したExosデモ機（透明カバーを装着）。HAMR（熱アシスト磁気記録）方式を採用しており、書き込み時にはヘッド部分がわずかに光っているのが見えた
本記事はアフィリエイトプログラムによる収益を得ている場合があります
