硬碟磁記錄技術競爭定局:HAMR成為主流,Seagate容量密度領先

硬碟產業持續推進儲存密度之際,傳統磁記錄技術已逐漸遭遇瓶頸。經過約7至8年的微波輔助磁記錄(MAMR)與熱輔助磁記錄(HAMR)競爭後,HAMR正逐步確立為下一階段主流技術。

這場技術路線之爭不僅牽涉硬碟廠商的產品規畫,也反映出業界如何在既有製造設備、硬碟可靠度與單碟容量之間取得平衡。目前Seagate已透過HAMR取得容量密度優勢,Western Digital(WD)與Toshiba則相繼調整產品路線,轉向HAMR發展。

能量輔助磁記錄突破傳統密度限制

隨著硬碟儲存密度不斷提高,傳統磁記錄技術難以持續縮小磁粒並維持穩定寫入,因此業界發展出能量輔助磁記錄(EAMR)技術。這類技術會在磁頭寫入資料的瞬間,對寫入區域施加額外能量,例如熱、微波或磁場,以降低磁性媒體對寫入動作的阻力。

透過這種方式,磁頭便能在尺寸更小、穩定性更高,但也更難寫入的磁性材料上記錄資料,進一步提高資料密度。依照所使用的外部能量不同,EAMR形成多條技術路線,其中MAMR與HAMR成為近年硬碟產業的主要競爭焦點。

MAMR先取得量產優勢,HAMR後來居上

WD與Toshiba早期選擇MAMR路線。WD的能量增強垂直磁記錄(ePMR),以及Toshiba的磁通控制微波輔助磁記錄(FC-MAMR),都屬於MAMR相關技術。Seagate則選擇HAMR,雙方因此形成明顯的技術陣營。

競爭初期,MAMR因技術門檻相對較低,且較容易相容於既有硬碟硬體與製造環境,因此取得先發優勢。WD在2019年推出首批採用ePMR技術的硬碟產品,Toshiba則在2021年發表基於FC-MAMR的硬碟。

相較之下,Seagate直到2024年才發表首款HAMR硬碟。在此之前,Seagate主要依靠非能量輔助磁記錄技術與競爭對手抗衡,2019年至2024年間在硬碟容量規格方面持續落後於WD。

然而,HAMR正式推出後,競爭形勢出現逆轉。Seagate目前在硬碟容量及碟片容量密度方面均居於領先位置,碟片容量密度據稱已較WD與Toshiba高出約20%,且仍具備進一步提升的空間。

單碟密度差距放大多碟片硬碟優勢

在採用多碟片的硬碟架構中,單碟容量密度的差距會隨碟片數量累積。來源指出,WD即使在ePMR硬碟中採用其獨有的11碟片設計,容量仍無法追上Seagate採用10碟片HAMR技術的硬碟。

這也顯示,提高碟片數量雖然能增加總容量,但同時會帶來更高的機械複雜性。若單碟容量密度無法同步提升,增加碟片數量未必能有效縮小與HAMR硬碟之間的差距。

WD公布HAMR產品路線圖

Seagate憑藉HAMR取得容量競爭優勢後,也促使WD與Toshiba開始調整技術方向。WD在今年2月、與Sandisk分拆後首次舉行的Investor Day活動中,正式公布全面轉向HAMR的產品路線圖。

WD表示,公司大部分資本支出與預算將投入HAMR硬碟開發,目前已開始進行大規模測試。按照規畫,WD預定在2026年推出容量介於36TB至44TB的HAMR硬碟,並計畫在2030年左右將硬碟容量提升至80TB至100TB。

在此之後,WD預計進一步發展熱點磁記錄(HDMR)技術。HDMR可視為HAMR與位元圖案媒體(BPM)的結合,同樣利用雷射加熱降低磁性媒體的寫入阻力,但會採用更精細的磁島作為資料記錄單位,目標是讓硬碟容量突破100TB。

Toshiba轉向HAMR,但產品進度仍待觀察

Toshiba早在2022年初便提出路線圖,預計在2024年至2025年左右導入HAMR,並將硬碟容量提升至35TB以上。不過,這份路線圖中的多項規畫至今尚未完全實現,包括MAS-MAMR、HAMR及11碟片技術等。

Toshiba在2024年年中宣布,已完成32TB HAMR硬碟,以及採用11碟片設計、容量達31TB的MAMR硬碟驗證。然而,經過一年多時間,該公司仍未正式推出容量超過30TB的市售硬碟,目前產品最大容量仍為24TB及28TB。

儘管產品上市進度尚未完全跟上早期規畫,Toshiba轉向HAMR的技術方向已相當明確。從WD公布完整HAMR路線圖,以及Seagate目前在容量密度上的領先情況來看,HAMR已逐漸從多種候選方案之一,轉變為高容量硬碟的主要發展路線。

技術競爭的下一階段

MAMR在硬碟產業競爭的前期,憑藉較低的導入門檻與對既有生產環境的相容性取得優勢;HAMR則在產品成熟後,展現更高的容量與碟片密度潛力。這場競爭目前並非單純由某項技術立即取代另一項技術,而是由實際產品容量、量產能力與後續擴充空間共同決定結果。

就目前發展來看,Seagate已先透過HAMR建立容量優勢,WD也已把未來產品重心全面轉向HAMR,Toshiba則持續進行相關驗證。後續產業競爭將取決於各家能否按照規畫完成量產、提升可靠度,並將HAMR延伸至更高容量產品。

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