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Des disques durs "gonflés" à l’hélium chez Hitachi HGST

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Hitachi Global Storage Technology (HGST) vient d'annoncer se lancer dès 2013 dans la production en série de disques durs étanches enfermant de l'hélium. Moins dense que l'air, ce gaz permettrait d'augmenter la capacité de stockage des plateaux et la précision des têtes tout en réduisant la consommation électrique du moteur.

Avec une densité 7 fois inférieure à celle de l'air, l’hélium permet d’éliminer les contraintes liées au frottement de l’air sur la surface des plateaux et des têtes. En théorie les disques pourraient voir leur vitesse de rotation atteindre les 19.000 tours par minute ! © HGST

Que l'hélium soit utilisé pour faire voler les dirigeables, ou qu'il modifie le timbre de la voix, c'est connu. Mais que ses propriétés puissent améliorer les performances et réduire la consommation en énergie d'un disque dur l'est beaucoup moins. C'est la prouesse qu'est parvenu à réaliser Hitachi Global Storage Technologies (HGST). Rachetée il y a plus d'un an par Western Digital, la division disques durs d'Hitachi planchait depuis une dizaine d'années sur la réalisation d'un disque dur « gonflé » à l'hélium. Mais pourquoi enfermer de l'hélium à l'intérieur d'un disque dur ?

Car ce gaz rare possède une densité 7 fois inférieure à celle de l'air. Or, c'est à cause de l'air que l'on atteint aujourd'hui les limites de performances et de densité des disques durs. Lorsque les plateaux tournent, l'air crée une traînée qui contraint les moteurs électriques à consommer plus d'énergie. Ce même phénomène de frottement de l'air entrave la vélocité des têtes de lecture-écriture, empêchant d'aller plus loin dans l'augmentation de la densité de stockage.

Avec un gaz moins dense, ce frottement est fortement diminué. Utiliser de l'hélium permet donc d'employer moins d'énergie pour faire tourner les plateaux.

Selon HGST, remplacer l’air par de l'hélium dans des disques durs étanches ne présenterait que des avantages. Moins de bruit, moins de consommation électrique, une densité plus importante, un dégagement de chaleur moins important, une durée de vie allongée et, de fait, un coût moins élevé au Go. © HGST

Des disques durs à l'hélium pour 23 % d'économie d'énergie

Selon les ingénieurs de HGST, l'économie d'énergie pourrait aller jusqu'à 23 %. Dans une atmosphère d'hélium, le déplacement des têtes étant plus précis, il serait aussi possible d'augmenter la densité des disques de 40 % ! Enfin, l'espace qui sépare les différents plateaux peut être réduit pour en faire loger sept dans un châssis 3,5 pouces, contre cinq actuellement. Ainsi, les disques durs se verraient dotés d'une capacité de stockage pouvant atteindre les 6 To. Autre bénéfice, ils seraient plus silencieux et chaufferaient moins. Dans son communiqué de presse, HGST affirme même qu'un disque à l'hélium dégage 4 °C de moins qu'un modèle actuel. Enfin, toujours avec cette réduction de frottement, il est possible de faire tourner les plateaux plus rapidement et augmenter, de fait, les débits.

Lors de la conception, le principal problème des chercheurs était de parvenir à élaborer un boîtier totalement étanche pour emprisonner l'hélium. En effet, les disques durs ne sont pas hermétiques. L'air doit pouvoir pénétrer à l'intérieur du boîtier pour que la pression soit identique à celle de l'extérieur.

Comme HGST l'annonce, il maîtrise désormais cet aspect technique. Restait à régler le problème lié aux différences de pression éventuelles puisque le disque est étanche. Il fallait parvenir à créer une structure suffisamment rigide pour ne pas qu'elle subisse les déformations engendrées par les changements de pression. Enfin, pour produire ce disque dur en série, encore faut-il que son prix de production et de vente reste dans le domaine du raisonnable. Car, HGST l'annonce clairement dans son communiqué de presse, ces disques à l'hélium seront effectivement commercialisés dès 2013. Sur ses secrets de fabrication, HGST reste très discret et ne nous a livré aucun détail.

Toutefois, ce type de disque ne sera certainement pas bon marché, ne serait-ce qu'en raison du prix élevé de l'hélium. Dans un premier temps, il devrait donc se destiner au marché des data centers. Une telle technologie serait alors un bon moyen de réduire considérablement la consommation en énergie de ces centres. Selon HGST, ces disques permettraient, en effet, de réduire de 45 % le nombre de watts nécessaires pour 1 To.

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