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Hard disk ad elio, una nuova rotta per Big Data e intelligenza artificiale

Se in apparenza gli hard disk HelioSeal di Western Digital non presentano grandi differenze rispetto a quelli tradizionali, in realtà rappresentano un notevole esempio di tecnologia, offrendo una solida base per lo sviluppo dei Big Data e dell’IA nei data center: questo grazie all’utilizzo dell’elio ermeticamente sigillato.

Western Digital, l’esigenza di velocità

Solo pochi anni fa, prima dell’introduzione dell’analisi dei Big Data e del ricorso all’IA, la gestione dei dati veniva condotta in maniera diversa: era sufficiente archiviare online solo una parte di essi, mentre la maggior parte delle informazioni giaceva offline in archivi su nastro. La situazione è ora radicalmente cambiata, per via anche del riconoscimento del valore dei dati e del loro storico per l’analisi e il machine learning. In questi anni si è assistito a un vero e proprio cambio di paradigma nei data center, poiché non era più sufficiente archiviare i dati sul supporto offline più economico possibile dal momento che vi si accedeva raramente. Oggi gli archivi sono “attivi” e i dati online vengono letti e scritti continuamente nei data warehouse e nei data lake. Se con i Big Data era emersa un’esigenza di maggiori capacità, per archiviare quantità crescenti di dati, con l’IA si è manifestata anche la necessità di recuperare i dati il più rapidamente possibile per fornire previsioni in tempo reale. Ed è qui che entra in gioco l’elio.

Perché l’elio negli hard disk?

L’elio è l’elemento più leggero e il secondo più abbondante nell’universo conosciuto dopo l’idrogeno. Il Sole converte 600 milioni di tonnellate di idrogeno in elio ogni secondo. E sono le proprietà di questo elemento ad aver condotto alla rivoluzionaria idea di racchiudere l’elio al posto dell’aria in un disco rigido . La bassa densità dell’elio, un settimo rispetto a quella dell’aria, consente di ridurre la turbolenza che si verifica durante la rotazione dei hard disk. Rispetto alla tecnologia più tradizionale, questo riduce il consumo di energia e consente di utilizzare dischi più sottili. A parità di fattore di forma, la capacità aumenta fino al 16%, mentre il consumo energetico si riduce addirittura del 60%.

Inoltre, l’elio richiede un minore raffreddamento, poiché i dischi funzionano a circa 4-5 °C in meno rispetto all’aria. Questo aiuta le aziende a ridurre i costi energetici non solo per il funzionamento, ma anche per il raffreddamento. E le temperature più basse hanno un impatto positivo sull’affidabilità in generale. Sono dischi anche molto più leggeri e silenziosi, con un impatto migliore sull’architettura del data center.

Utilizzare l’elio per i hard disk: un’alta forma di arte ingegneristica

Oggi gli utenti dei hard disk HelioSeal possono affidarsi a una tecnologia ad alte prestazioni, efficienza energetica ed economica, ma si è arrivati a questo traguardo dopo un lungo percorso ricco di sfide che ha richiesto un grande impegno ingegneristico per contenere in modo affidabile l’elemento in un alloggiamento e inserirlo senza problemi nel normale ambiente dei data center. Infatti, non è semplice contenere l’elio in modo permanente e sicuro in un involucro.

E’ alla fine degli anni ‘90 che si pensa all’elio come elemento da inserire all’interno dei hard disk, ma la sfida è quella di riuscire a contenere la sostanza in modo permanente e sicuro senza stravolgere completamente la produzione e il fattore di forma. Per questo sono stati fatti diversi tentativi per aumentare ulteriormente la tenuta dell’alloggiamento che, all’inizio, presentava in media dieci aperture in vari punti, ognuna delle quali rappresentava una possibile perdita. Inizialmente si è cercato di sigillarle con un’ampia varietà di materiali, ma la vera svolta è stata quella di sviluppare una sottile lamina metallica come seconda copertura centrale.

Se il materiale giusto e la sua posizione erano stati trovati, è sorto immediatamente un problema successivo: era necessario trovare una tecnica di saldatura che non danneggiasse i componenti sensibili all’interno dell’alloggiamento. Western Digital si è ispirata alla tecnologia spaziale per trovare la soluzione: infatti, nella produzione di satelliti, i dispositivi a microonde devono talvolta essere saldati ermeticamente con il laser. Ora era chiaro come doveva essere costruito l’alloggiamento e come doveva essere effettuata la saldatura.

Lo step successivo ha permesso di trovare un modo per inserire i dati e le linee di alimentazione nell’alloggiamento evitando di creare nuove aperture traendo ispirazione da un oggetto non espressamente “high tech”: il frigorifero, in cui vengono utilizzati passanti vetro-metallo, poco costosi e riproducibili in grandi quantità.

Tutto era pronto, ma ci volle ancora del tempo per avviare una produzione in grandi quantità, dimostrando come gli hard disk HelioSeal siano tecnologie molto avanzate da un punto di vista ingegneristico, dalla pianificazione alla progettazione, fino alla produzione.

Western Digital vanta una lunga esperienza nell’uso di questa tecnologia, a partire dal 2013 con l’ottava generazione di hard disk ad alta capacità per applicazioni aziendali, con capacità massime fino a 22 TB (CMR) e 26 TB (SMR) attualmente disponibili nel settore.

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