過去幾年，硬碟驅動器市場迎來了蓬勃的發展。 不過較長一段時間內，機械硬碟（HDD）製造商的技術路線圖都是大同小異的。 比如 HGST 率先推出了充氦機械硬碟，然後希捷與東芝也在幾年內引入了類似的產品線。 2017年前，大家又一致轉向了基於熱輔助磁記錄（HAMR）的技術路線，以拓展傳統垂直記錄（PMR）的存儲密度潛力。

（圖 via AnandTech）

2017 年 4 季度的時候，西數又宣佈決定為將來的 HDD 產品線引入微波輔助磁記錄（MAMR）技術。 與此同時，希捷一直在 HAMR 方案上發力，併為企業客戶推出了 20TB 的產品（儘管尚未進入零售市場）。

與此同時，西數承諾提供 16TB 的 MAMR 機械硬碟驅動器，然後提供了能量增強型 ePMR 產品線。 另一方面，東芝也推出了基於磁通控制（FC-MAMR）的 MG09 系列企業級 16TB / 18TB HDD 產品線。

在週二舉辦的 HDD Reimagine 活動期間，西數隆重介紹了新穎的 OptiNAND 架構，特點是在 PCB 上集成了嵌入式的 UFS 快閃記憶體（EFD）。

該公司還宣佈，其已為特定客戶提供了基於支援 OptiNAND + ePMR 方案的首批非疊瓦（SMR）驅動器樣品，並致力於為所有 20TB+ 硬碟驅動器引入 OptiNAND，且有望在本世紀下半葉實現 50TB 儲存容量。

儘管沒有披露確切的 OptiNAND 快閃記憶體容量，但西數還是強調這並不是重新發明混合式驅動器（SSHD）。

與 SSHD 不同的是，OptiNAND 不會在正常操作期間存儲任何用戶數據，而是用於存儲來自 HDD 操作的元數據，以提升容量、性能與可靠性。

在公告中，西數還揭示其 9 碟版 20TB 機械硬碟驅動器將沿用 ePMR 方案。 除了使用三級驅動器來增強磁頭在磁道上的定位精確度，該公司還吹噓 OptiNAND 是達成單碟 2.2 TB 磁記錄密度的一個關鍵。

通常情況下，面密度的增加，是通過將盤片上的相鄰軌道塞得更近（增加 TPI）而實現的。 不過西數的設想，是將將工廠或中間使用者操作生成的一些元數據，也從磁碟挪動到 NAND 快閃記憶體部分，以進一步增強性能。

舉個例子，西數提到了主軸旋轉時磁頭抖動 / 定位錯誤時的可重複跳動（RRO）記錄。 這些動輒數 GB 的數據，就是在 HDD 工廠製造過程中生成的。 它通常被存儲在磁碟中，並佔用使用者可用的數據空間。

將軌道包裝得更緊密的重要挑戰之一，就是所謂的「相鄰軌道干擾」（簡稱 ATI）。 這導致驅動器需要定期刷新盤片軌道中的數據，否則可能因為寫入相鄰軌道而造成數據破壞。

當前可用的 HDD 基於軌道級的寫入操作記錄，可在逐個軌道的基礎上觸發這些刷新。 但通過增加 TPI 來增加面積密度的缺點之一，就是需要更頻繁地刷新。

早期 HDD 可能只需每隔 10000 次寫入操作刷新一次，但現在的窄磁道可能需要每隔 6 次寫入操作就刷新一次。 在超過某個臨界點后，TPI / ATI 刷新就會對磁碟性能造成極大影響。

在當今的 HDD 中，這些刷新是通過在該層次記錄寫入操作、而在軌道級別觸發的。 而在OptiNAND架構中，磁碟將允許扇區級別的記錄寫入操作。

這意味著刷新操作在時間和空間上更加分散，允許軌道更緊密地打包在一起、而不會犧牲性能。 反之，這又更好地增加了磁記錄的面密度。

對於普通消費者來說，也能夠在啟動或禁用設備寫入緩存的情況下操作 HDD 。 無論是否啟用緩存，HDD 都必須對傳入數據提供緩衝。

在禁用緩存的情況下，該方案就取決於在緊急斷電（EPO）情況下可安全刷新到非易失性記憶體的數據量。 西數還聲稱，在啟用寫入緩存的情況下，磁碟性能還可更加受益，因為這間接降低了刷新率。

值得一提的是，OptiNAND 還可在禁用寫入緩存時，提升其在 EPO 條件下的可靠性。 與串行快閃記憶體相比，通過包含更快的非易失性存儲，西數宣稱可將數據刷新率提升至上一代 HDD 的 50 倍。

最後，西數希望通過垂直結合 WD / HGST 的 HDD 技術、以及閃迪（SanDisk）的快閃記憶體技術，可對 OptiNAND 等平臺產生至關重要的影響。

雖然集成 NAND 快閃記憶體必然會導致成本溢價，但新穎的磁記錄技術（如 HAMR 和 MAMR）更需要在磁頭和盤片設計上進行大量投資，且需要每隔幾代舊開展一次改造。

另一方面，諸如OptiNAND這樣的混搭方案，則是相對獨立於底層的技術路線。 至於相關產品的實際表現，仍有待其正式進入零售市場。