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Gli hard disk Toshiba pronti a soddisfare le mostruose richieste dell’LHC del CERN di Ginevra

A partire dal 2013 e nel complesso da tre generazioni di hard disk, Toshiba aiuta l’Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (meglio nota come CERN), il laboratorio di fisica più grande del mondo, a tenere traccia delle centinaia di terabyte di dati generati ogni secondo dagli esperimenti svolto con il Large Hadron Collider (LHC).

Il Large Hadron Collider (LHC) del CERN è un acceleratore di particelle usato per ricerche sperimentali nel campo della fisica delle particelle, ed è noto per aver dimostrato (tra le tante cose) l’esistenza del bosone di Higgs. Proprio per questo motivo, i dati archiviati nei server del CERN hanno cifre da capogiro. All’interno dell’LHC si possono verificare fino a 1 miliardo di collisioni di particelle ogni secondo. Ogni collisione genera fino 1 petabyte (PB) di dati al secondo.

Anche dopo aver filtrato i soli eventi interessanti, il CERN ha quindi la necessità di immagazzinare ogni mese circa 10 PB di nuovi dati da analizzare. Questi dati vengono salvati nel centro elaborazione dati del CERN e sono condivisi con una rete di circa 170 centri elaborazione dati per la loro analisi. L’attuale centro archiviazione dati del CERN comprende buffer hard disk con 3200 JBOD che contengono 100.000 dischi, per un totale di 350 PB.

Il CERN ha scelto gli hard disk di Toshiba nelle diverse fasi di sperimentazione denominate “Run 1”, “Run 2” e “Run 3”. Durante la “Run1”, il CERN ha usato dischi Toshiba da 4 TB (MG03SCA400), 7200 RPM e interfaccia SAS a 6 Gb/s, con JBOD 4U da 24 alloggiamenti. Il tempo medio tra guasti degli hard disk è di 1,2 milioni di ore, che si traduce in un tasso di fallimento annuale previsto dello 0,72%.

Nella ”Run 2”, gli HDD sono stati sostituiti con un nuovo modello SATA da 6 TB (MG04ACA600E), Anche in questo caso installato in un JBOD 4U 24 alloggiamenti, per una capacità totale di 144 TB per unità. Il tasso di fallimento annuale si è ridotto allo 0,62%. Dopo il 2016, Toshiba ha introdotto una nuova serie di HDD da 10 TB di capacità, riducendo il tasso di fallimento annuale allo 0,35%.

Infine nel 2018, Toshiba ha introdotto nei server del CERN nuovi HDD con 12 TB di capacità, aumentando la capacità senza cambiare il fattore di forma grazie all’uso dell’elio al posto dell’aria. Questo ha permesso l’uso di piatti più sottili, fino a nove per unità. Per la “Run 3”, prevista per il 2021, Toshiba dovrà superare una sfida.

Eric Bonfillou, responsabile della divisione Facility Planning and Procurement presso il dipartimento IT del CERN, ha infatti dichiarato: “Gli interventi di upgrade programmati per le macchine del LHC richiederanno un dimensionamento delle risorse di calcolo e archiviazione che va oltre quanto oggi la tecnologia è in grado di offrire”.

Nel 2019, il Large Hadron Collider è stato fermato, come pianificato, per procedere all’installazione di ulteriori aggiornamenti, prima di riavviarlo per la fase Run 3. Con l’accelerazione dei dati generati, è previsto un significativo incremento della domanda di storage.

Di conseguenza, Toshiba ha pianificato l’inserimento di drive basati su tecnologia CMR (registrazione magnetica convenzionale) e SMR (registrazione magnetica a strati) che usano lo stesso fattore di forma da 3,5″, ma che consentirà al CERN di salvare i dati su unità da 16 e 18 TB, aggiungendo dunque 432 TB di nuova capacità per JBOD.

Parlando infine nel lungo termine, Toshiba sta mettendo a punto una tecnologia di registrazione magnetica di prossima generazione (non meglio precisata ma probabilmente si tratta di MAMR, ossia Microwave Assisted Magnetic Recording) che consentirà di aumentare le capacità di storage fino a superare 20 TB per HDD, sempre mantenendo il fattore di forma da 3,5″.