突破儲存極限 Seagate Mozaic 3+掀AI技術革命

AI 時代的儲存挑戰與機會

「我們正處於技術變革的關鍵時刻！」擁有逾30年硬碟(HDD)領域經驗的Seagate亞洲媒體開發資深總監 Thomas Chang回顧儲存產業歷史時指出，這一波AI（特別是生成式AI）的崛起與雲端儲存的普及，對產業帶來雙重影響：一方面推動雲端資料儲存需求增長，加速資料集中化，另一方面則降低PC與消費電子裝置對大容量本地儲存的依賴。

然而，這一切還只是開端。隨著AI應用持續爆發，「我們將超越大型語言模型(LLM)，進化至『世界基礎模型』(World Foundation Models，WFM)，屆時系統將需要處理諸如3D影像與視訊等龐大資料。相較於傳統的非結構化文本資料，這類資料的儲存需求將呈現數十倍的增長！」這一轉變無疑為產業帶來了巨大的利多。AI應用正快速拓展，不僅限於大型語言模型，還延伸至3D和時間序列的視訊訓練，而這些視訊依賴於海量非結構化資料。前所未有的資料生成浪潮正推動資料儲存需求呈指數級成長，為儲存產業的持續發展和創新創造了絕佳機遇。

根據Seagate 最新的《資料去碳化》調查報告，94.5%的受訪者表示其企業面臨日益增長的資料儲存需求，而97%的受訪者預計AI的發展將進一步加劇這一需求。在台灣，90%受訪者認同其公司的資料儲存作業的需求有所增加、而所有的台灣受訪者皆認為AI的成長將對資料中心營運帶來重大影響。

此外，IDC預測，全球資料量將從2023年至2028年增長三倍，總量達394ZB，年均複合成長率達24%，但同期儲存供應增長僅為17%。這一顯著落差將迫使企業重新評估其資料儲存基礎設施，並採取創新解決方案，以兼顧總擁有成本與永續發展，同時滿足持續攀升的資料需求。

環境影響 vs. 總擁有成本

Seagate的《資料去碳化》指出，在台灣的資料中心專業人士中，表示關切資料儲存作業對環境造成的影響，顯著高於全球平均的53.6%。台灣企業最關注的兩大議題為：龐大的原物料需求（台灣66.7% vs.全球49.4%）和資料儲存之高能源消耗所產生的碳排（台灣60% vs.全球 53.6%）。此外， 在資料儲存基礎架構或設備的採購決策中，台灣對「低環境影響」的重視度達10%，位居全球之冠，也是唯二重視此因素的市場之一。

相較於其他地區，台灣對永續性的重視更為顯著，這也進一步凸顯了推動整體策略的關鍵性，包括最大化空間利用以降低能耗，以及透過創新儲存解決方案來最佳化工作負載與電源管理。技術創新仍是永續轉型的關鍵推手——運算能力、儲存磁錄密度以及液態/浸沒式冷卻和高效HVAC系統等節能技術的進步，可大幅降低耗電量和碳排放量，進而有效管理不斷增加的資料需求曲線。

HAMR：突破熱穩定性與儲存容量限制

長久以來，硬碟儲存技術的進步主要依賴垂直磁記錄(Perpendicular Magnetic Recording，PMR)技術，透過縮小磁錄單元來提升儲存密度。然而，隨著AI的高速發展，這一傳統技術已達物理極限，無法再進一步縮小磁錄單元。此外，隨著磁錄儲存單元尺寸縮小，還將面臨熱穩定性挑戰，可能導致儲存資料隨時間推移而退化。為了克服這些挑戰及滿足日益增長的儲存需求，Seagate歷經多年研發，成功推出採用熱輔助磁記錄(Heat Assisted Magnetic Recording，HAMR)技術的 Mozaic 3+。這項技術結合新型合金材料與雷射技術，大幅提升磁矯頑力，實現單碟3.6TB+的磁錄密度(areal density)，在不增加硬碟內部磁碟數量的前題下，提供更高的儲存容量，同時有效克服熱穩定性與儲存容量的限制，進一步提升儲存密度與能效。

在當前資料中心的發展趨勢下，能源消耗已成關鍵議題，而Mozaic 3+在提升能效的優勢顯得格外重要。隨著AI應用爆發以及雲端運算發展，資料中心的電力需求正急劇攀升。

此外，Seagate是業界首家成功應用HAMR技術的公司，也是唯一能實現單碟容量3.6TB磁密錄度的資料儲存企業。目前，Seagate正在與一家雲端服務龍頭合作，計劃將Exos M系列硬碟的容量提升至32TB並進行量產。此外，Seagate也在Exos M平台上測試高達36TB容量的硬碟，並計劃將單碟容量進一步提升至10TB。

Exos M為資料中心營運商提供了顯著的規模、總擁有成本(TCO)和永續發展性等優勢。從10TB的Exos X10升級至30TB的Exos M Mozaic硬碟，不僅能在相同的資料中心空間內將儲存容量提升三倍，還可降低每TB成本 25%，並減少每TB功耗60%。

Mozaic 3+：多種先進技術的融合

Thomas強調，Mozaic 3+可說是多項前瞻性技術的融合，結合奈米技術、光子學、電漿與量子物理以及全新磁性材料，儘管外觀仍與消費者常見的硬碟裝置無異，卻能夠大幅提升儲存容量。相較於競爭對手的方案，Seagate Mozaic 3+展現更顯著的技術優勢。

Thomas說，市場上的其他解決方案仍然依賴增加磁碟片數來提升儲存容量，但這種方式不僅使機械結構更為複雜、降低效能，額外的元件更推高了成本與能耗。因此，這種方案缺乏長遠的永續性，且當磁碟片數增加到12片的極限後，便無法再進一步提高儲存密度。

Seagate Mozaic 3+的關鍵創新在於無需額外增加元件，即可顯著提升儲存密度與效能，同時保持較低功耗與成本，為資料中心和企業用戶帶來更具經濟效益的解決方案。憑藉著這一技術突破，Mozaic 3+在《EE Times》舉辦的2024年亞洲金選奬(EE Award 2024)中脫穎而出，榮獲研發創新大奬(Innovation R&D Award)，贏得全球工程師的高度肯定。

對Seagate而言，這項榮譽不僅是肯定，更是對其技術創新實力的有力證明。Thomas語重心長地說：「若非親身參與其中，很難真正理解這項技術變革帶來的巨大挑戰。畢竟技術突破並不常見，特別是HAMR的研發歷經漫長且艱難的過程，當初曾有許多時刻讓人懷疑其可行性，『僅是原型開發已屬不易，量產更是極具挑戰性』。」

然而，Seagate憑藉其技術導向的企業文化，儘管面對巨大挑戰，仍然堅持投入大量時間與資源，整合磁碟介質、磁頭設計與驅動機械結構等關鍵技術。歷經多年研發與不斷優化，Seagate成功克服各種瓶頸，突破種種技術限制，最終催生Mozaic 3+，並確保其高度可靠性。

展望未來：持續創新腳步不停歇

隨著技術的不斷演進，Seagate憑藉深厚的技術實力和前瞻性的研發策略，持續推動儲存技術變革，為資料驅動的時代提供更高效且永續的解決方案。除了持續推進基於HAMR技術的Mozaic 3+，Seagate同時積極投入未來技術的研發及新概念探索，以確保在儲存技術發展的競爭中保持領先地位，並與產業攜手推動儲存技術的創新腳步。

在這股技術革新潮流中，Seagate作為產業範圍內集體倡議的一部分，研究了多層磁錄（Multi- Level Recording，MLR）技術，不同於傳統透過縮小磁錄位元尺寸來提升儲存密度的方法，MLR採取提升邏輯層級的策略，使每個磁錄位元都能儲存多個狀態，從而在相同儲存空間內存放更多資訊，為高密度儲存開闢新的可能性。 Seagate也與業界共同探索全光學切換(All-Optical Switching Recording)技術，這項創新技術不依賴外部磁性裝置，而是利用超高速光學技術來實現確定性的資料寫入與切換，有望顯著提升儲存效率與速度。此外，儘管這項技術仍在研發階段，儲存技術的發展也延伸至DNA分子中記錄資料。Seagate正透過策略性技術聯盟與產業夥伴展開合作，致力於為此技術突破奠定基礎，拓展儲存創新邊界，探索未來超高密度、超長期的資料儲存方式。

SOURCE EE Times Taiwan