La empresa de almacenado de datos HGST ha empezado a fabricar un disco duro de seis terabytes que tiene una capacidad de almacenamiento un 50% mayor y usa un 20% menos de energía que los discos duros convencionales. ¿Cuál es el secreto en este salto adelante en rendimiento? Llenar los discos de helio.
Este gas noble reduce la fricción, la vibración y otros problemas mecánicos que limitan la densidad de almacenamiento de los discos duros convencionales. Y también hace que consuman menos energía.
La industria de los discos duros le tiene echado el ojo al helio desde los años 70, pero ninguna empresa había conseguido poner en práctica el método porque el helio tiene tendencia a escaparse de cualquier contenedor en el que se guarde; el mismo fenómeno que hace que los globos de cumpleaños se caigan pasados unos días después de la fiesta. Las consecuencias para un disco duro lleno de helio son más graves: deja de funcionar.
HGST, cuya sede está en San José, Califo ia (EEUU), afirma haber superado estos desafíos y está produciendo discos duros con una garantía de cinco años. poco a poco, la empresa está aumentando su capacidad de producción para sus primeros clientes, entre ellos la empresa china de telecomunicaciones Huawei, el instituto de física europeo CERN, y el fabricante de ordenadores Hewlett-Packard.
Los discos duros llenos de helio resultan atractivos para los centros de datos y los negocios como bancos y aseguradoras que manejan cantidades ingentes de información. Los nuevos discos deberían mejorar la capacidad de almacenamiento y además mantener a raya el consumo energético, explica el analista de IHS Global Insight, Fang Zhang.
En 2013 los fabricantes de discos duros venderán dispositivos con una capacidad total de 750.000 gigabytes. Zhang prevé que para el año 2020 la demanda de almacenamiento de datos será de 3.500.000 gigabytes, un 60% de los cuales se almacenarán en centros de datos en nube, en comparación con el 20% actual.
Dentro de un disco duro se apilan discos (o platos) con patrones magnéticos, cada uno de los cuales cuenta con un brazo suspendido sobre su superficie. Una cabeza lectoescritora se mantiene por encima del plato, muy cerca pero sin tocarlo -aproximadamente a un nanómetro- usando un campo magnético para leer y escribir información. Estas escalas diminutas y las altas velocidades de rotación (los platos rotan a unas 7.200 rpm), hacen que el diseño de los discos duros sea muy complejo.
Cuando los platos que hay dentro del disco duro empiezan a moverse, el aire que rodea la superficie del disco también rota. Un plato de disco duro girando en el aire se encuentra con resistencia y tiende a vibrar, forzando el motor y exigiendo más energía. Como el helio fluye mejor que el aire, los discos rellenos con este gas experimentan muy poca fricción, y los brazos sufren menos turbulencias.
El profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Virginia (EEUU) Hossein Haj-Hariri explica: "Si el brazo vibra siquiera con un nanómetro de amplitud, la has fastidiado". Este ingeniero ha sido quien ha modelado la dinámica de fluidos del aire y el helio en los discos duros. "El helio se desparrama por encima y por detrás del brazo y las turbulencias en el helio se degradan rápidamente", afirma.
Menores niveles de vibración y fricción implican menor consumo energético, menores temperaturas de operación y una mayor densidad de almacenamiento porque un brazo más estable es capaz de bajar a un punto concreto del plato estable con mayor precisión. Con menos tendencia a vibrar, los discos también se pueden hacer más finos, así que encajan más en el mismo contenedor. Estos nuevos discos contienen dos platos extra, hasta un total de siete.
Una mecánica más fluida también da lugar a temperaturas de operación de hasta 4 ºC menores que las de los discos duros convencionales. HGST afirma que sus discos pueden suponer una reducción del 49% de vatios consumidos por terabyte almacenado en el caso de un centro de datos.
Estas cifras no resultan sorprendentes para los analistas e investigadores que llevan cuatro décadas trabajando en la tecnología de helio. "Se ha hablado constantemente de las ventajas del helio, pero no se ha podido poner en marcha porque el gas acababa escapando del contenedor", explica el profesor del Centro de Investigación en Grabaciones Magnéticas de la Universidad de Califo ia en San Diego (EEUU), Frank Talke, quien trabajó en uno de los primeros proyectos de disco duro de helio en IBM en los años 70.
HGST no ha dado detalles sobre cómo encapsula el helio, más allá de asegurar que es un sellado hermético garantizado para durar cinco años, pero Talke afirma que parece que se han superado los retos. Zhang se muestra cauteloso. "Depende del rendimiento real", afirma. "Creo que lo sabremos dentro de un año".