HDDs de 50TB: O salto do HAMR ou apenas vaporware térmico?

Se vocês olham para os roadmaps da Seagate, Western Digital e Toshiba com a mesma cara que eu olho para promessas de campanha política, bem-vindos ao clube. Há anos nos prometem o nirvana dos 50TB em um único slot de 3,5 polegadas. A "estrada para os 50TB" foi pavimentada com atrasos, trocas de siglas (MAMR, HAMR, ePMR) e muito slide de PowerPoint bonito.

Mas agora, em meados da década de 2020, as amostras de engenharia estão girando em laboratórios selecionados e a tecnologia HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) finalmente saiu do papel para o produto. A questão que ninguém no departamento de marketing quer responder é: nós realmente queremos isso? Ou estamos apenas comprando uma torradeira glorificada que vai destruir nossos arrays de armazenamento na primeira reconstrução de RAID?

Resumo em 30 segundos

• O laser é real: A tecnologia HAMR é a única via para 50TB, usando lasers minúsculos para aquecer pratos de ferro-platina, mas o custo térmico é alto.
• O colapso de performance: Sem atuadores duplos (Dual Actuator), um disco de 50TB tem a performance aleatória por TB de um pendrive genérico de 2010.
• Pesadelo do RAID: Reconstruir um disco desses pode levar dias, transformando uma falha simples em um evento de risco crítico para o array inteiro.

A promessa dos 50TB e a realidade das amostras

Vamos ser diretos: a indústria de storage atingiu um muro físico por volta de 2023/2024 com a tecnologia PMR convencional. Para colocar mais bits no mesmo prato, os bits precisam ser menores. Se eles ficam muito pequenos, eles se tornam magneticamente instáveis e seus dados evaporam (o efeito superparamagnético).

A solução da Seagate, com sua plataforma Mozaic 3+, e eventualmente da WD, foi mudar o material do prato para ligas de Ferro-Platina (FePt), que são super estáveis. O problema? Elas são tão duras magneticamente que a cabeça de gravação normal não consegue escrever nelas. É como tentar escrever em concreto com um lápis.

É aqui que entra o HAMR. Um diodo laser nanofotônico na cabeça de gravação aquece o ponto exato a mais de 400°C por uma fração de nanossegundo para permitir a gravação. Nas amostras de 30TB+ que vimos circulando desde 2024, isso funciona. Mas escalar isso para 50TB exige densidades de área absurdas e, provavelmente, 11 ou 12 pratos empilhados dentro daquela carcaça cheia de hélio.

💡 Dica Pro: Se o seu fornecedor tentar vender discos de ultra-capacidade (30TB+) sem mencionar explicitamente a tecnologia de gravação, verifique o modelo. Muitos estão empurrando SMR (Shingled Magnetic Recording) disfarçado para atingir essas capacidades, o que destrói a performance de escrita aleatória.

O problema de IOPS que o marketing esconde

Aqui é onde a matemática se torna cruel e o marketing fica silencioso. A velocidade de rotação dos discos enterprise estagnou em 7200 RPM há mais de uma década. O tempo de busca (seek time) é limitado pela física do braço mecânico.

Se você tem um disco de 10TB e um de 50TB, ambos a 7200 RPM com um único atuador, eles têm basicamente a mesma capacidade de IOPS (Input/Output Operations Per Second) brutos — cerca de 80 a 100 IOPS aleatórios.

Faça as contas:

1. Disco de 10TB: 100 IOPS / 10TB = 10 IOPS por TB.

2. Disco de 50TB: 100 IOPS / 50TB = 2 IOPS por TB.

Estamos vendo uma diluição de performance de 5x. Em cargas de trabalho de arquivamento (Cold Storage), isso é irrelevante. Mas se você colocar um banco de dados, máquinas virtuais ou até mesmo um servidor de arquivos muito acessado nesses discos, o sistema vai engasgar. A latência vai disparar.

Fig. 1: O colapso de performance (IOPS/TB) em discos de alta densidade sem atuadores duplos.

A única solução técnica é o Dual Actuator (como a linha Mach.2 da Seagate), que coloca dois conjuntos de cabeças independentes no mesmo disco, efetivamente dobrando o IOPS. Mas adivinhe? Isso custa mais caro, consome mais energia e os fabricantes não estão ansiosos para padronizar isso em todos os modelos de 50TB porque encarece o BOM (Bill of Materials).

O pesadelo da reconstrução de RAID

Imagine o cenário: você é um sysadmin responsável por um TrueNAS ou um storage corporativo. Um desses monstros de 50TB falha. Você espeta o disco substituto. O rebuild começa.

Mesmo que o disco sustente uma taxa de transferência sequencial contínua impressionante de 300 MB/s (otimista para as bordas internas dos pratos), encher 50TB leva tempo.

• 50.000.000 MB / 300 MB/s = ~166.000 segundos.

• Isso são 46 horas. Quase dois dias inteiros.

E isso é num cenário de laboratório, sem carga de usuários competindo pelo disco. No mundo real, com o storage em produção, esse rebuild pode levar 4, 5, até 7 dias. Durante essa semana de terror, seus outros discos estão sendo martelados com leituras intensas para reconstruir a paridade. A chance de um segundo disco falhar e você perder o pool inteiro (URE - Unrecoverable Read Error) aumenta exponencialmente.

⚠️ Perigo: Raid 5 (ou RAIDZ1) com discos acima de 20TB é suicídio profissional. A probabilidade matemática de um erro de leitura irrecuperável durante um rebuild de 50TB torna o RAID 6 (ou RAIDZ2/Z3) não apenas recomendado, mas obrigatório.

A barreira térmica e o futuro

Não podemos ignorar a termodinâmica. Colocar um laser, componentes eletrônicos complexos para controlar esse laser e 11 ou 12 pratos girando a 7200 RPM em um espaço fechado gera calor. Muito calor.

Os datacenters modernos já estão lutando para resfriar racks densos. Discos HAMR de 50TB tendem a operar em temperaturas mais altas que os discos PMR tradicionais. Se um disco opera consistentemente acima de 50°C ou 55°C, a taxa anual de falhas (AFR) começa a subir.

Para o entusiasta de Home Lab, colocar quatro desses em um NAS compacto mal ventilado é pedir para ter problemas. Para o Enterprise, isso significa que o custo de refrigeração (OPEX) pode começar a corroer a economia de densidade que o disco de 50TB prometeu.

O veredito do cético

Os HDDs de 50TB não são vaporware no sentido de que "nunca existirão". Eles vão existir. A tecnologia HAMR funciona. Mas eles representam uma mudança de paradigma que muitos não estão prontos para aceitar.

Não compre esses discos pensando que são apenas "versões maiores" dos drives que você usa hoje. Eles são bestas diferentes que exigem paridade dupla ou tripla, estratégias de cache agressivas (NVMe na frente é obrigatório) e refrigeração séria. Se você planeja usar 50TB para qualquer coisa que não seja "escrever uma vez, ler nunca" (WORN) ou backup frio, prepare-se para o gargalo de IOPS mais brutal da sua carreira. A densidade é incrível, mas a física cobra o aluguel todos os dias.

Perguntas Frequentes

1. O HAMR diminui a vida útil do disco? Em teoria, o aquecimento repetido do prato poderia degradar o material magnético. No entanto, os fabricantes (Seagate, especificamente) afirmam que os novos materiais de Ferro-Platina suportam trilhões de ciclos de aquecimento sem degradação. O maior risco real continua sendo a falha mecânica dos atuadores ou problemas eletrônicos devido ao calor geral do chassi.

2. Preciso de conectores especiais para discos de 50TB? Geralmente não. Eles seguem os padrões SATA e SAS. Porém, verifique a fonte de alimentação. O consumo de pico no spin-up (início do giro) de discos com muitos pratos pode ser maior, e o recurso "Power Disable" (nos pinos SATA 3.3) pode exigir adaptadores se você usar fontes ou backplanes antigos.

3. SSDs de alta capacidade não vão matar esses HDDs? Vão, mas o preço ainda é o escudo. Um SSD Enterprise de 30TB+ (como os Solidigm QLC) custa 5 a 8 vezes mais por TB do que um HDD. Para dados "mornos" ou "frios", o HDD de 50TB ainda reinará soberano no TCO (Custo Total de Propriedade) até o final da década.

4. O que é Dual Actuator e por que é importante para 50TB? Dual Actuator (como o Seagate Mach.2) divide os braços de leitura/gravação em dois grupos que podem se mover independentemente. Isso permite que o disco realize duas operações de leitura ou escrita simultaneamente, dobrando o IOPS e mantendo a performance por TB em níveis aceitáveis. Sem isso, discos de 50TB são extremamente lentos para acesso aleatório.