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Le grincement de l’innovation : Western Digital lance des disques durs remplis d’hélium – High-teK.ca

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Western Digital a annoncé son intention de mettre sur le marché des disques durs hermétiquement scellés remplis d’hélium l’année prochaine. Ces nouveaux disques sont présentés comme ouvrant la voie à des capacités sans précédent, à une consommation d’énergie réduite et à des vitesses de broche potentiellement plus élevées. Western Digital positionne la technologie comme une plate-forme plus qu’un produit unique et a l’intention de présenter les nouveaux disques dans les environnements cloud et les centres de données d’entreprise.

Alors pourquoi l’hélium — et quel est le problème ?

Hélium : Utile pour plus que des impressions de Mickey Mouse ivres

Traditionnellement, les disques durs ne sont remplis que d’air ambiant, mais l’oxygène, malheureusement, est la Tara Reid des gaz élémentaires. Bien sûr, c’est bon marché – en fait, sur Terre, il se présentera à votre fête, que vous l’invitiez ou non – mais c’est aussi corrosif, assez dense et turbulent. Ce dernier est particulièrement important si l’on considère que le bord extérieur d’un disque dur de 3,5 pouces à 7200 tr/min tourne à 107 km/h. Dans l’espace exigu d’un boîtier de disque dur, cela se traduit par un flux d’air indésirable important, et les composants du disque doivent être suffisamment rigides pour résister aux secousses.

L’hélium est beaucoup moins dense que l’atmosphère terrestre (0,1786 g/L contre ~1,2 g/L). Un disque dur à 7200 tr/min tournant dans un environnement d’hélium génère beaucoup moins de turbulences que son cousin oxygéné. Cette réduction permet à WD de regrouper les pistes plus étroitement, d’augmenter le nombre de plateaux par lecteur ou d’augmenter la vitesse de rotation du lecteur. Il n’y a pas de données formelles sur la vitesse à laquelle l’entreprise pourrait construire un disque, mais des estimations en ligne indiquent qu’un disque à l’hélium pourrait tourner à environ 20 000 tr/min avec les mêmes niveaux de turbulence qu’un disque conventionnel à 15 000 tr/min.

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Flux de courant d'hélium

Avant l’avènement des SSD, une augmentation de 33 % de la vitesse de rotation aurait été obtenue en quelques secondes. Les commentaires de Western Digital, cependant, nous amènent à croire qu’il va profiter de la diminution de la densité par d’autres moyens. La réduction des turbulences a un autre avantage substantiel [PDF] — il réduit considérablement la consommation d’énergie du moteur d’entraînement. Le graphique ci-dessus montre la variation du courant du moteur de broche en pourcentage de la valeur nominale. L’hélium a été introduit dans le lecteur au point de passage bleu/rouge, puis laissé s’échapper à nouveau. À la concentration maximale, le courant de broche a chuté de près de 30 %. Le rapport dont ce graphique est tiré indique que la consommation électrique réelle des disques hautes performances pourrait être réduite de « plusieurs watts ».

C’est à ce moment-là que quelqu’un se présente généralement et dit : « Si l’hélium est si bon, pourquoi personne ne l’a-t-il déjà fait ? » Il s’avère que les ingénieurs et les fabricants de disques durs expérimentent ce concept depuis longtemps ; l’ingénieur Robert Treseder a déposé un brevet pour un moteur à hélium hermétiquement scellé en 1980. Les défis de fabrication sont cependant considérables. Le disque doit rester étanche à la fois pendant les énormes variations de pression d’air pendant le processus d’expédition et pendant une durée de vie estimée de 3 à 5 ans. L’un des défis importants de la séquestration à long terme de l’hélium dans un lecteur individuel est le fait que la petite taille et la nature inerte de la molécule d’hélium la rendent idéale pour la détection des fuites. En d’autres termes, le garder au même endroit est un défi d’ingénierie important. HGST, l’unité de stockage unique d’Hitachi que WD possède désormais, travaille sur le problème depuis une bonne partie de la décennie.

Tarification de l'hélium

Les deux principaux facteurs qui s’opposent à la production de masse de la technologie sont le coût de l’hélium et les coûts structurels inhérents au boîtier du disque. Les prix de l’hélium ont chuté à la fin des années 1990 après que le gouvernement américain a ordonné à la Réserve nationale d’hélium de vendre son gaz à un taux qui rembourserait la dette de 1,4 milliard de dollars de l’institution plutôt qu’à une approximation de la juste valeur marchande. Le gouvernement a ajusté son prix à la hausse car il s’est rendu compte à quel point l’hélium était sous-évalué, mais le taux officiel de 2012 de 84 $ par millier de pieds cubes est la moitié du taux de 160 $/Mcf de l’hélium privé.

Le coût de l’hélium ne fera qu’augmenter et il n’existe pas de substituts faciles ; l’hydrogène offrirait des caractéristiques supérieures mais a la mauvaise habitude d’exploser. Le vide partiel est une autre option, mais nécessiterait une enceinte encore plus solide – les compromis techniques nécessaires pour créer un châssis suffisamment solide pourraient obvier aux gains d’un vide partiel. Le coût de l’enceinte restera probablement assez constant, en raison du fait que l’hélium est intrinsèquement difficile à conserver au même endroit.

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Rien de tout cela ne vise à diminuer la réussite technique de HGST ; créer un lecteur d’hélium pouvant être expédié en volumes commerciaux est un rêve que les fabricants de disques durs poursuivent depuis des décennies. Cependant, l’avenir évolutif de la technologie est beaucoup plus difficile à prévoir.

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