Secondo Rainer W. Kaese, Senior Manager HDD Business Development di Toshiba Electronics Europe GmbH: “Le specifiche tecniche rappresentano un punto di partenza fondamentale per confrontare diversi modelli di HDD, ma la velocità massima dichiarata deve essere interpretata nel contesto corretto. Le prestazioni di un singolo drive e quelle di un sistema composto da più unità possono differire sensibilmente”.

Gli HDD enterprise di ultima generazione dichiarano le velocità massime di trasferimento comprese tra 280–310 MB/s, ma questo valore si riferisce alle tracce esterne del disco e a condizioni ottimali (elaborazione sequenziale di file di grandi dimensioni). Le tracce esterne contengono più dati di quelle interne, quindi con il riempimento del drive le prestazioni possono scendere fino a due terzi del valore massimo. Anche il tipo di carico di lavoro influisce significativamente: le operazioni sequenziali sono più veloci, mentre gli accessi casuali con numerosi file di piccole dimensioni riducono il throughput complessivo.

Maggiore capacità, maggiore efficienza

Gli HDD enterprise attuali operano prevalentemente a 7.200 rpm, mentre i modelli a velocità superiori sono stati progressivamente sostituiti dagli SSD in applicazioni dove sono richieste latenze estremamente ridotte. Grazie all’aumento della densità dei dati, però, gli HDD moderni a 7.200 rpm trasferiscono più dati per rotazione rispetto alle generazioni precedenti. Il numero di piatti presenti all’interno di un HDD, invece, non determina direttamente un aumento delle prestazioni poiché lettura e scrittura avvengono su una superficie alla volta.

Il ruolo delle configurazioni RAID

Nei sistemi enterprise gli HDD vengono raramente utilizzati singolarmente. Più unità vengono spesso combinate in configurazioni RAID (Redundant Array of Independent Disks) per migliorare disponibilità, protezione dei dati e prestazioni.

Il livello RAID scelto incide sul comportamento del sistema:

• RAID 1 replica gli stessi dati su due drive e può migliorare le prestazioni in lettura, ma non offre vantaggi significativi nelle operazioni di scrittura;
• RAID 5 distribuisce dati e informazioni di parità su più drive, consentendo un buon equilibrio tra capacità utilizzabile, protezione dei dati e velocità di accesso;
• RAID 10 combina mirroring e striping, offrendo elevate prestazioni in lettura e una maggiore tolleranza ai guasti, anche se con una capacità disponibile inferiore.

Anche la rete può diventare un limite

Controller RAID, software di gestione e collegamenti di rete incidono quanto gli HDD stessi. I test mostrano che controller hardware e soluzioni software offrono prestazioni diverse a seconda del carico: le operazioni sequenziali raggiungono velocità elevate, gli accessi misti riducono il throughput.

Per sfruttare pienamente più HDD operativi in parallelo è inoltre necessario disporre di un’infrastruttura di rete adeguata. Connessioni come Gigabit Ethernet e 2,5GbE possono diventare rapidamente un collo di bottiglia anche con pochi drive, mentre sistemi più grandi richiedono collegamenti a 10GbE, 25GbE o superiori.

Un approccio completo per valutare le prestazioni reali

Le prestazioni effettive di un sistema di archiviazione possono essere stimate in anticipo solo in modo approssimativo, poiché dipendono dalla combinazione di molteplici elementi: modello di drive, numero di unità, livello RAID, controller, rete e applicazioni utilizzate. Per questo Toshiba considera fondamentali i test pratici e le attività di validazione nei propri laboratori, dove vengono analizzate diverse configurazioni per individuare il miglior equilibrio tra capacità, prestazioni, affidabilità ed efficienza energetica.

“La scheda tecnica resta uno strumento essenziale per il confronto iniziale. Un hard disk progettato per offrire maggiori prestazioni manterrà il proprio vantaggio anche all’interno di un array RAID, ma il risultato finale dipenderà sempre dall’intero ecosistema di storage”, conclude Rainer Kaese.

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A prima vista, gli hard disk sembrano cambiati ben poco negli ultimi decenni ed è proprio questo uno dei loro punti di forza. Dietro a un design esterno apparentemente invariato, infatti, gli HDD hanno continuato a evolversi profondamente al proprio interno, garantendo al tempo stesso compatibilità a lungo termine, sicurezza dell’investimento e costi contenuti per aziende, data center e provider cloud.

Un formato senza tempo

Originariamente adottato per consentire agli HDD di inserirsi negli stessi alloggiamenti dei floppy disk, il formato da 3.5 pollici si è affermato rapidamente come standard di settore e lo è rimasto fino a oggi. Mentre i drive da 2.5 pollici ad alte prestazioni – a 10.500 e 15.000 rpm – vengono progressivamente sostituiti dagli SSD a causa delle loro capacità relativamente ridotte, i drive da 3.5 pollici a 7.200 rpm con capacità superiori a 20TB continuano a registrare una domanda sostenuta e rappresentano la colonna portante delle infrastrutture di archiviazione in aziende, data center e ambienti cloud.

Un vantaggio competitivo fondamentale degli HDD è la loro piena compatibilità con i sistemi esistenti: a differenza degli SSD – disponibili in una varietà di formati come 2.5 pollici, M.2, U.2 e mSATA – gli hard disk attuali possono essere installati in qualsiasi momento nei sistemi già in uso, senza richiedere aggiornamenti dell’infrastruttura, semplicemente sostituendo le unità al termine del loro ciclo di vita o in funzione delle esigenze di espansione.

Interfacce retrocompatibili: la garanzia della continuità operativa

La retrocompatibilità delle interfacce SATA e SAS è un ulteriore elemento di valore: gli attuali HDD supportano SATA 3.3 a 6 Gbit/s e SAS 3.0 a 12 Gbit/s, ma mantengono la compatibilità con le precedenti generazioni di interfacce, garantendo la massima flessibilità di integrazione. Sebbene SAS 4.0 a 24 Gbit/s sia già disponibile, non viene impiegato per gli hard disk, il cui design meccanico non consente di sfruttare appieno la larghezza di banda disponibile.

Soluzioni innovative come i drive a doppio braccio di azionamento – che consentono l’accesso parallelo a diverse aree dei piatti per aumentare le velocità di lettura e scrittura – non hanno trovato ampia diffusione sul mercato, poiché l’obiettivo primario degli HDD rimane la capacità di archiviazione accessibile più che le prestazioni. In configurazione array, gli HDD sono comunque in grado di raggiungere throughput superiori a 15 GB/s e oltre 15.000 IOPS; dove necessario, è possibile integrare SSD come cache per ottimizzare ulteriormente le prestazioni.

Compatibilità e costo per capacità: le priorità strategiche

L’obiettivo principale dei produttori di hard disk è l’incremento della capacità a costo invariato, preservando al contempo la compatibilità con i sistemi esistenti. Poiché l’adozione di nuovi formati richiederebbe la sostituzione delle infrastrutture di server e storage, vanificando il principale vantaggio competitivo degli HDD, l’unico approccio percorribile è aumentare la densità dei dati sui piatti, riducendone lo spessore e adottando tecnologie di registrazione magnetica avanzate.

Per continuare ad aumentare la capacità senza modificare il formato da 3.5 pollici, il settore sta puntando su nuove tecnologie di registrazione magnetica, tra queste:

• SMR (Shingled Magnetic Recording): utilizza tracce sovrapposte per aumentare la densità dei dati;
• MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording): sfrutta microonde per ridurre l’energia magnetica necessaria durante la scrittura;
• HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording): utilizza raggi laser per raggiungere densità ancora più elevate.

La tecnologia MAMR rappresenta oggi la soluzione più matura e, secondo gli esperti del settore, dovrebbe consentire lo sviluppo di HDD fino a 40TB nei prossimi anni. Successivamente, la tecnologia HAMR dovrebbe prendere il sopravvento, offrendo un potenziale maggiore e consentendo capacità ancora più elevate.

Nonostante la continua innovazione tecnologica, il principale obiettivo del settore HDD rimane invariato: aumentare la capacità mantenendo basso il costo per terabyte. Negli ultimi anni, la capacità degli HDD è cresciuta mediamente di circa 2TB all’anno a costi sostanzialmente costanti. Le future evoluzioni di MAMR e HAMR mirano a portare avanti questo trend, consentendo a data center, aziende e fornitori di servizi cloud di gestire la crescita esponenziale dei dati senza dover riprogettare le proprie infrastrutture.

“Gli HDD continuano a rappresentare il supporto di archiviazione più conveniente per i dati online”, spiega Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development di Toshiba Electronics Europe GmbH. “La combinazione di capacità elevata, compatibilità e convenienza economica continuerà a renderli una componente essenziale delle infrastrutture IT moderne”.

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La crescita esponenziale dei dati rappresenta oggi una delle principali sfide per le aziende. Workflow digitali, applicazioni cloud, sistemi AI, sensori IoT e ambienti virtualizzati generano ogni giorno volumi sempre maggiori di informazioni che devono essere archiviate, protette e rese costantemente accessibili.

La continuità operativa è oggi il fulcro della competitività: un’interruzione dell’accesso ai dati, causata da guasti ai sistemi di archiviazione o da connessioni sovraccariche, può bloccare processi aziendali critici, con ripercussioni immediate e conseguenze sulla reputazione e sul fatturato. Scegliere l’architettura di storage adatta non è più una questione esclusivamente tecnica, ma una scelta strategica di business continuity.

Per rispondere a questa sfida, Toshiba analizza le due principali architetture di rete per l’archiviazione: NAS (Network Attached Storage) e SAN (Storage Area Network), offrendo una guida strategica per aiutare le imprese a prendere decisioni consapevoli.

NAS: semplicità, flessibilità e convenienza

Le soluzioni NAS rappresentano un’opzione particolarmente efficace per la gestione di file condivisi, backup, archivi multimediali e repository di dati non strutturati. Grazie alla semplicità di implementazione e alle interfacce intuitive, i sistemi NAS sono ampiamente utilizzati in ambienti domestici, PMI, gruppi di lavoro e infrastrutture enterprise.

I moderni sistemi NAS, sia desktop sia quelli montati su rack, offrono elevata capacità di archiviazione e possono essere facilmente ampliati attraverso configurazioni scale-up o scale-out. Per garantire continuità operativa e protezione dei dati, le aziende possono implementare configurazioni RAID, che consentono il mirroring o la distribuzione dei dati con informazioni di parity. Tuttavia, Toshiba sottolinea come il RAID non sostituisca le strategie di backup, poiché eventi come malware, cancellazioni accidentali o guasti del sistema richiedono ulteriori livelli di protezione.

Dal punto di vista prestazionale, le moderne configurazioni RAID possono superare facilmente i limiti delle tradizionali reti Gigabit Ethernet (GbE). In ambienti con numerosi drive o carichi di lavoro intensivi, connessioni 10GbE o 100GbE diventano fondamentali per evitare colli di bottiglia nella rete. Inoltre, un NAS condivide la stessa rete con client e server, il che può potenzialmente rallentare gli utenti e le applicazioni durante i trasferimenti di dati di grandi dimensioni.

SAN: prestazioni elevate per applicazioni mission-critical

Per ambienti enterprise con esigenze di massime prestazioni e bassa latenza, le reti SAN rappresentano spesso la scelta ideale. A differenza dei NAS, le architetture SAN utilizzano reti dedicate per il traffico storage, evitando interferenze con il traffico LAN aziendale.

Le reti SAN basate su FC (Fibre Channel) sono più costose, ma sono preferibili per applicazioni business-critical ad alta intensità di prestazioni, quali database, virtualizzazione, sistemi ERP e CRM. Parallelamente, le SAN iSCSI basate su Ethernet standard offrono un’alternativa più accessibile e semplice da gestire, pur con prestazioni inferiori rispetto alle infrastrutture FC.

Le reti SAN consentono inoltre una gestione centralizzata dello storage tramite pool virtualizzati, offrendo elevata flessibilità, scalabilità e funzionalità avanzate come replica dei dati, multi-pathing e load balancing. Toshiba evidenzia però che la maggiore complessità di implementazione e gestione richiede competenze specialistiche e investimenti superiori rispetto ai sistemi NAS, rendendo le reti SAN più adatte a imprese con infrastrutture IT articolate e applicazioni business-critical.

“Non esiste una soluzione universalmente migliore tra NAS e SAN: si tratta di una scelta guidata dalle esigenze specifiche e dal budget a disposizione. I sistemi NAS rappresentano l’opzione più conveniente per file condivisi, archivi multimediali e dati non strutturati, mentre le reti SAN, pur più costose, si distinguono per prestazioni, affidabilità e continuità operativa nei contesti mission-critical”, ha dichiarato Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development di Toshiba Electronics Europe GmbH. “In questo scenario, con l’espansione costante dei dati aziendali e l’evoluzione delle applicazioni AI-driven, definire una strategia storage adeguata diventa sempre più centrale per garantire competitività, efficienza operativa e resilienza infrastrutturale”.

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Una necessità troppo spesso compresa solo quando è ormai troppo tardi: quando il backup non è stato eseguito o non è più accessibile.

Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development di Toshiba Electronics Europe, condivide alcune riflessioni sul tema, ribadendo perché un backup efficace non debba necessariamente avvenire esclusivamente nel cloud.

Perché non basta il cloud

Un hard disk esterno non richiede una connessione a internet, garantisce disponibilità immediata e offre un livello di sicurezza indipendente da infrastrutture di terze parti. Inoltre, può essere conservato in modo sicuro e protetto a discrezione dell’utente.

Inoltre, molte aziende stanno tornando a investire nei propri data center per ragioni di sicurezza e compliance, secondo Toshiba l’hard disk continua a rappresentare un’opzione di assoluta affidabilità.

Velocità: un vantaggio concreto

La connettività gioca un ruolo centrale anche nella velocità del backup. A fronte dei circa 300 Mbit/s tipici delle connessioni cloud, il trasferimento diretto tramite USB può raggiungere fino a 1 Gbit/s da smartphone, tablet o laptop verso un hard disk esterno — prestazioni nettamente superiori.

Praticità e software dedicati

Gli hard disk di qualità destinati al backup professionale includono software dedicati, che semplificano la gestione dei dati e permettono di salvare non solo file e documenti, ma anche impostazioni di sistema e informazioni aggiuntive essenziali.

Un investimento conveniente

Dal punto di vista economico, l’hard disk continua a essere una delle soluzioni di backup più vantaggiose. Con un costo iniziale contenuto e l’assenza totale di abbonamenti o spese ricorrenti, rappresenta un investimento semplice da pianificare e sostenibile nel tempo. A questo si aggiungono la grande capacità di archiviazione, l’elevato livello di sicurezza e la versatilità d’uso che caratterizzano gli HDD moderni. Una combinazione di fattori che li rende lo strumento ideale per chi desidera conservare in modo affidabile, duraturo e conveniente i propri dati e file più importanti.

Backup ibrido: la strategia più sicura

Toshiba ricorda tuttavia che affidarsi a un’unica copia su un solo supporto può risultare rischioso in caso di eventi fisici avversi, come furti, incendi o allagamenti. La raccomandazione è chiara: adottare una strategia di backup a doppio livello, combinando un HDD locale con una seconda copia basata su cloud. Questa soluzione ibrida rappresenta l’approccio più affidabile e duraturo per proteggere dati sensibili e informazioni critiche.

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La diffusione dell’AI generativa, l’aumento dei dati ad alto valore e la rapida evoluzione degli ambienti cloud, enterprise e di sorveglianza stanno accelerando la domanda di soluzioni di archiviazione sempre più capienti, efficienti e affidabili, rappresentando per Toshiba e i suoi partner sia opportunità che sfide.

AI e hyperscale guidano la nuova domanda di storage

Nel 2026 il principale motore della domanda di storage sarà la crescita esplosiva dei workload di intelligenza artificiale, affiancata dalla continua espansione del cloud computing e dell’IoT. Secondo le previsioni dell’International Data Corporation, il fabbisogno globale di archiviazione dei dati raggiungerà circa 20.000 exabyte entro il 2029, quasi il doppio rispetto alla capacità richiesta nel 2025. I grandi volumi di dati generati dai modelli di AI generativa e agentica stanno producendo enormi volumi di dati che richiedono infrastrutture affidabili e scalabili per essere archiviati, elaborati e conservati sia per esigenze normative sia per finalità analitiche. Inoltre, secondo TrendForce, la carenza di HDD nearline ha portato a tempi di consegna che vanno da poche settimane a un anno.

Sebbene, alcuni fornitori di servizi cloud stiano prendendo in considerazione l’uso di SSD per il cold data storage, gli HDD rimangono indispensabili per l’archiviazione dei dati online a costi contenuti. Nei data center, HDD e SSD hanno invece ruoli complementari: gli SSD garantiscono prestazioni elevate per carichi di lavoro intensivi, mentre gli HDD, più economici per terabyte, sono ideali per l’archiviazione su larga scala. Le applicazioni di intelligenza artificiale si basano su enormi volumi di dati, con gli SSD che gestiscono l’elaborazione e gli HDD l’archiviazione.

Sorveglianza e IA: nuove esigenze, nuove soluzioni

Il mercato della sorveglianza sta subendo una rapida trasformazione, guidata dall’integrazione dell’analisi video basata sull’IA e dalla crescente necessità di un monitoraggio ad alta risoluzione e sempre attivo. Combinando elevata capacità, prestazioni e durata, gli HDD S300 AI di Toshiba forniscono una soluzione di archiviazione completa. Disponibili con capacità comprese tra 8TB e 24TB, questi drive offrono velocità di trasferimento fino a 309 MB/s, garantendo l’acquisizione e la riproduzione fluida di flussi video ad alta risoluzione. Con un elevato carico di lavoro annuale di 550TB e un MTTF di 2,5 milioni di ore, l’S300 AI è progettato per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e rappresenta la soluzione ideale per infrastrutture mission-critical basate su analisi video avanzate.

Gli HDD continuano a dominare il mercato e sono in continua evoluzione

Nonostante la continua innovazione, Gartner prevede che entro il 2026 gli HDD rappresenteranno il 68% della capacità totale disponibile e la maggior parte saranno HDD nearline da 3,5 pollici ad alta capacità, realizzati su misura per le esigenze dei data center cloud e aziendali. Contemporaneamente Toshiba continua a investire nelle attività di ricerca e sviluppo per fornire unità con capacità superiori, maggiore efficienza energetica e affidabilità. Recentemente, ha testato la tecnologia di impilamento a 12 piatti con Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR), che consentirà la realizzazione di HDD da 40TB nel formato da 3,5 pollici entro il 2027. L’adozione di substrati in vetro migliora la stabilità meccanica e apre la strada a ulteriori incrementi di capacità e migliore affidabilità, mentre l’integrazione dell’impilamento a 12 piatti con la HAMR di nuova generazione aprirà la strada a capacità ancora maggiori.

Sostenibilità ed efficienza energetica

In un settore sempre più attento all’impatto ambientale dei data center, Toshiba continua a investire in soluzioni ad alta efficienza energetica. Gli HDD enterprise riempiti a elio riducono attrito, calore e consumi, migliorando il rapporto watt/terabyte e contribuendo a soluzioni più sostenibili. L’HDD Innovation Lab di Toshiba svolge un ruolo chiave nel supportare partner e clienti fornendo servizi di benchmarking e analisi energetica, ottimizzando le configurazioni di archiviazione in termini di prestazioni ed efficienza energetica. Recenti report di laboratorio dimostrano che i moderni sistemi HDD possono ridurre il consumo energetico attivo sotto a 600W per JBOD a 60 alloggiamenti, con un raffreddamento efficiente e un throughput elevato.

Sfide e opportunità: prepararsi al futuro dello storage

Il settore sta affrontando una fase di profonda trasformazione e gli HDD continueranno a essere la base dello storage a lungo termine ed economicamente vantaggioso. Tramite il suo HDD Innovation Lab, Toshiba ribadisce il proprio impegno nello sviluppo di soluzioni di storage ad alta capacità e alta efficienza energetica, grazie agli investimenti continui in ricerca e sviluppo.

“Il settore è entrato in una nuova fase di trasformazione strutturale. Per Toshiba, questa evoluzione rappresenta un’opportunità per guidare il mercato con soluzioni ad alta capacità, energeticamente efficienti e progettate per soddisfare le esigenze del mondo data-driven di domani”, afferma Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development di Toshiba Electronics Europe.

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Questi sistemi integrano più HDD configurati in modalità RAID (Redundant Array of Independent Disks), una tecnologia che consente di combinare ridondanza, capacità e prestazioni in base alle esigenze specifiche di utilizzo.

Mentre le configurazioni RAID per sistemi a 1 o 2 alloggiamenti risultano piuttosto semplici, i modelli NAS a 4 alloggiamenti offrono diverse opzioni di impostazione e la cui scelta ottimale dipende dallo scenario applicativo. Per analizzare le differenze e identificare la configurazione RAID più efficiente, l’HDD Innovation Lab di Toshiba ha condotto una serie di test approfonditi.

A seconda delle esigenze del sistema NAS, la tecnologia RAID può essere configurata in diversi modi: mirroring, striping e parity. Il mirroring crea una copia speculare dei dati su più dischi, così da garantire la loro sicurezza anche in caso di guasto, lo striping suddivide i dati tra più unità per incrementare la velocità di accesso e migliorare le prestazioni complessive, la parity utilizza calcoli matematici per verificare l’integrità dei dati e consentirne la ricostruzione automatica qualora un disco si danneggi o smetta di funzionare.

Il team Toshiba ha testato le configurazioni RAID5, RAID6 e RAID10, analizzandone capacità, prestazioni e resilienza ai guasti. I test del laboratorio hanno mostrato che la configurazione RAID ottimale varia in base alle priorità dell’utente – capacità, protezione o prestazioni. Con una singola connessione da 2,5 GbE, RAID5 e RAID10 hanno raggiunto prestazioni simili, limitate dalla banda di rete, mentre RAID6 ha registrato velocità di scrittura inferiori. Nei carichi di lavoro misti, RAID10 si è distinto come la soluzione più performante.

Sbloccare le massime prestazioni

Gli HDD offrono prestazioni ottimali nelle operazioni sequenziali; la presenza di due blocchi iSCSI su un unico pool HDD causa frequenti ricerche durante l’accesso simultaneo ai due blocchi. L’utilizzo di due pool RAID1 separati consente di evitare questo problema.

Utilizzando la configurazione 2xRAID1 con doppia connessione 2,5GbE, il sistema NAS raggiunge una velocità di scrittura sequenziale di 522 MB/s e di lettura sequenziale di 572 MB/s. Queste prestazioni superano quelle del RAID10 e raggiungono la larghezza di banda teorica di 2,5 GbE. Se la rete e l’applicazione supportano più unità di archiviazione logica, questa configurazione offre prestazioni ottimali mantenendo una protezione e un’efficienza di capacità simili a quelle del RAID10.

Alimentazione e raffreddamento

In modalità sleep, senza accesso alla memoria o alla GUI del NAS, il consumo energetico è sostanzialmente quello dell’unità di elaborazione del NAS, pari a 20 W. Durante il funzionamento a pieno regime, il consumo energetico varia da 50 W a 60 W. Entrambi i valori sono eccellenti e garantiscono efficienza energetica e sostenibilità. Il sistema di raffreddamento mantiene la temperatura interna degli HDD al di sotto dei 50 °C anche sotto carico, preservandone l’affidabilità a lungo termine. Periodi di inattività o modalità di sospensione più lunghi aiutano a ridurre lo stress termico, mentre per un funzionamento continuo a pieno carico è consigliabile mantenere la temperatura ambiente inferiore ai 23 °C, garantendo così la massima efficienza e riducendo il rischio di guasti.

“Un sistema NAS a 4 alloggiamenti con quattro HDD Toshiba N300 offre un equilibrio ideale tra capacità, prestazioni elevate e protezione dei dati. Con una singola porta 2,5 GbE, le configurazioni RAID5, RAID6 e RAID10 raggiungono velocità vicine a 250 MB/s; con doppia porta, le prestazioni salgono fino a 350–400 MB/s, mentre due pool RAID1 consentono di superare i 500 MB/s, avvicinandosi al limite teorico della rete. Inoltre, il dispositivo garantisce basso consumo energetico e un sistema di raffreddamento efficace, mantenendo gli HDD entro i limiti di temperatura raccomandati per assicurare affidabilità e durata nel tempo. L’HDD Innovation Lab di Toshiba è a disposizione dei partner per test personalizzati e valutazioni delle configurazioni più adatte”, ha dichiarato Rainer W. Kaese, Senior Manager Business Development, Storage Products Division, Toshiba Electronics Europe GmbH.

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In oltre 60 anni, si sono trasformati da dispositivi di archiviazione ingombranti, con pochi megabyte di capacità, a soluzioni economicamente vantaggiose da oltre 20TB di oggi, rivoluzionando l’elaborazione dei dati e rendendo possibile un accesso immediato alle informazioni.

Un’evoluzione continua: dai primi modelli ai drive enterprise da 28TB

Il successo degli hard disk è iniziato con l’introduzione dei PC negli anni ’80. All’epoca i primi modelli da 5,25 pollici offrivano solo pochi megabyte, ma tale capacità di archiviazione era sufficiente, data la mancanza di interfacce grafiche utente o di supporti digitali che richiedevano grandi quantità di spazio di storage. Nel corso degli anni, la capacità di archiviazione è rapidamente aumentata fino a raggiungere la tripla cifra di megabyte, accompagnate dalla standardizzazione delle interfacce. Il connettore Molex è diventato lo standard per l’alimentazione, mentre il Parallel ATA (in seguito PATA) e successivamente il Serial ATA (SATA) sono diventati prevalenti per il trasferimento dei dati, sostituendo i vecchi cavi a nastro.

Allo stesso tempo, le dimensioni degli HDD hanno continuato a ridursi: dagli HDD da 3,5 pollici per server e sistemi di archiviazione, ai drive da 2,5 pollici per notebook e dispositivi mobili o ancora più piccoli, come gli HDD da 1,8 pollici (utilizzati per il primo iPod nel 2001). Tuttavia, la memoria flash ha finito per superare gli HDD nei dispositivi mobili, fissando un nuovo limite inferiore alla riduzione delle dimensioni fisiche.

Tecnologia al servizio della capacità: PMR, elio e MAMR

Con la diffusione delle memorie flash, gli HDD si sono ritagliati un ruolo strategico, offrendo grandi capacità a costi competitivi. Il primo grande salto tecnologico è arrivato con la registrazione magnetica perpendicolare (PMR), seguita dal riempimento ad elio, che ha ridotto l’attrito interno permettendo l’inserimento di più piatti nello stesso alloggiamento.

Successivamente, Toshiba ha introdotto la tecnologia MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording), in particolare nella versione FC-MAMR (Flux-Control MAMR), aumentando la capacità di archiviazione e migliorando l’efficienza energetica. La serie MG10, lanciata nel 2022, presenta un design a 10 piatti sigillati ad elio in grado di archiviare fino a 22TB di dati, pur mantenendo il formato da 3,5 pollici. La serie MG11, con registrazione magnetica convenzionale (CMR) e tecnologia FC-MAMR, raggiunge i 24TB, invece, la serie MA11, basata sulla SMR (Shingled Magnetic Recording), arriva fino a 28TB, sfruttando tracce parzialmente sovrapposte per aumentare la densità e la capacità di archiviazione complessiva per drive.

La tecnologia CMR è particolarmente adatta a server aziendali che gestiscono diversi tipi di carichi di lavoro, mentre la SMR è pensata per flussi di dati omogenei scritti in blocchi di grandi dimensioni.

Uno sguardo al futuro: verso i 40TB (e oltre)

Toshiba sta sviluppando HDD con tecnologia MAS-MAMR (Microwave-Assisted Switching), che permetterà di aumentare ulteriormente la densità e ridurre i consumi. L’uso di dischi magnetici più sottili (0,55 mm), consentirà di inserire 11 piatti in un alloggiamento da 3,5 pollici, raggiungendo fino a 40TB per drive ed è già stato presentato un prototipo da 31,24TB.

Guardando al futuro, il prossimo passo sarà l’adozione della tecnologia HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording), che utilizza un diodo laser per riscaldare localmente il materiale magnetico, permettendo una maggiore densità delle tracce. Questa tecnologia potrebbe portare gli HDD a superare i 50TB, pur richiedendo ancora ulteriori sviluppi per raggiungere la maturità della MAMR in termini di affidabilità e costi.

Innovazione e sostenibilità: il nuovo Innovation Lab

Con la progressiva dismissione delle infrastrutture cloud di prima generazione, il riciclo degli HDD diventa sempre più centrale. Rispetto ad altri dispositivi elettronici, gli HDD sono più facili da riciclare grazie alla presenza limitata di metalli e di materiali tossici. I provider di servizi cloud si stanno preparando a questo afflusso e si prevede che i fornitori di HDD diventeranno parte integrante del processo di riciclaggio.

Per rispondere a queste sfide, Toshiba ha inaugurato quest’anno il nuovo HDD Innovation Lab a Düsseldorf, uno spazio pensato per supportare clienti e partner nell’ottimizzazione delle architetture di storage. Il laboratorio offre un ambiente per test tecnici, benchmarking e proof-of-concept, oltre alla possibilità di ricevere campioni in prova e dimostrazioni live in occasione di eventi e fiere.

“Il nostro obiettivo è continuare ad innovare nel formato da 3,5 pollici, superando i 50TB di capacità senza compromessi in termini di efficienza e affidabilità”, afferma Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development di Toshiba Electronics Europe GmbH. Aggiunge “Con il nuovo Innovation Lab, Toshiba riconosce la crescente importanza di una più stretta collaborazione con i clienti e altri produttori di componenti per costruire un solido ecosistema di archiviazione”.

L'articolo Toshiba traccia l’evoluzione degli HDD, dai megabyte all’era dei terabyte, tra innovazione e sostenibilità proviene da Data Manager Online.

Sebbene gli hard disk siano ormai scomparsi dalla maggior parte dei dispositivi di consumo – e quindi dalla vista degli utenti finali – continuano a essere molto diffusi nei data center. Inoltre, devono far fronte alle esigenze di archiviazione dei dati, poiché nessun altro supporto di storage è in grado di garantire l’accesso diretto e la capacità necessaria per l’AI, lo streaming video e altre applicazioni ad alta intensità di dati in modo così economico. Dopotutto, gli SSD hanno un costo da cinque a otto volte superiore per unità di capacità. Anche se il loro prezzo dovesse eguagliare quello degli HDD, ci vorrebbero molti decenni e investimenti ingenti per aumentare la capacità produttiva a un livello tale da consentire agli SSD di sostituire gli hard disk. Ciò è dovuto alla produzione complessa e costosa della memoria flash nelle camere bianche.

Pertanto, non solo la maggior parte della capacità di archiviazione dei data center è basata su hard disk, ma anche per espandere la capacità in futuro ci si affiderà a questo classico supporto di memorizzazione. Solo nel 2024, sono stati spediti a livello globale 56 milioni di HDD classe enterprise, con una capacità totale di 959 exabyte, ovvero 959 milioni di terabyte e più di quattro volte la capacità degli SSD classe enterprise spediti nello stesso periodo (59 milioni di unità con un totale di 226 exabyte).

Il motivo per cui l’hard disk è ancora così richiesto a quasi 70 anni dal suo debutto è dovuto principalmente alla sua costante crescita di capacità – 2 terabyte all’anno – pur mantenendo costi stabili. Inizialmente, innovazioni come i drive riempiti a elio e i dischi più sottili hanno aumentato la capacità. Oggi, nuove tecnologie di registrazione come la MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording) e l’HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording) stanno guidando questo progresso. Queste tecnologie utilizzano rispettivamente microonde e diodi laser, il che significa che è necessaria meno energia magnetica e che la testina di scrittura può essere più piccola. Testine di scrittura più piccole significano una maggiore densità di archiviazione dei dati e, di conseguenza, capacità più elevate. Gli esperti prevedono che nei prossimi anni saranno disponibili drive con capacità fino a 50 terabyte per unità.

Inoltre, nonostante le loro parti mobili, gli hard disk sono estremamente resistenti ed efficienti. Il tasso di guasto degli HDD classe enterprise è in genere dello 0,35% circa, il che significa solo sette guasti all’anno in un data center con 2.000 hard disk in funzione. I grandi operatori di data center e i fornitori di servizi cloud spesso raggiungono tassi di affidabilità ancora migliori. Anche il consumo energetico degli hard disk è relativamente costante, indipendentemente dalla capacità o dal carico di lavoro, poiché la maggior parte dell’energia viene utilizzata per far girare il mandrino, in genere circa 7-8 W. Per i drive ad alta capacità, ciò rende gli HDD molto efficienti dal punto di vista energetico, con un consumo di soli 0.3-0.5 W per terabyte, paragonabile a quello degli SSD della stessa capacità.

Le prestazioni relativamente basse vengono spesso citate a sfavore degli hard disk, ma questo vale solo se si considera un singolo drive. Nelle moderne infrastrutture di archiviazione, decine di hard disk lavorano insieme in array, consentendo operazioni di lettura e scrittura parallele. In questo modo, i sistemi di archiviazione possono facilmente raggiungere velocità di trasmissione di 15 GB/s e oltre 15.000 IOPS.

”Gli hard disk offrono tutto ciò che gli operatori dei data center e i fornitori di servizi cloud apprezzano: elevate capacità a bassi costi di acquisto e di esercizio, elevata affidabilità e prestazioni sufficienti per la maggior parte delle applicazioni. Qualora le prestazioni non fossero sufficienti, è possibile aggiungere alcuni SSD, ma la maggior parte dei dati rimane comunque sui dischi”, ha dichiarato Rainer W. Kaese, Senior Manager, HDD Business Development, Toshiba Electronics Europe GmbH. “Visto che sono in circolazione da molto tempo, gli hard disk non sono probabilmente la novità dei data center, ma sono dei supporti silenziosi e indispensabili che operano in modo affidabile in background. Senza gli hard disk il nostro mondo digitale non funzionerebbe più”.

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Oggi i dati sono sempre più considerati come uno dei beni più preziosi e l’importanza del backup non può essere sottovalutata, ma la consapevolezza degli utenti rimane relativamente bassa. Un recente report indipendente di Acronis, azienda globale di sicurezza informatica, rivela che su un campione di 2.500 intervistati, circa un terzo ha dichiarato di non eseguire regolarmente il backup dei propri dati. Ancora più preoccupante è che il 4%, pari a 100 persone, non sa nemmeno cosa significhi “backup”.

“Gli utenti devono avere il controllo della loro vita digitale”, afferma Eun-Kyung Hong, Senior Specialist Product Marketing Management, Storage Products Division, Toshiba Electronics Europe GmbH. “I nostri smartphone conservano foto, video, contatti, password e molto altro. La maggior parte delle persone utilizza sistemi di cloud storage per il backup, ma non è consigliabile contare su di loro come unica soluzione. La soluzione migliore è quella di eseguire backup regolari utilizzando metodi diversi. Si può trattare di una combinazione di servizi cloud o di un mix di cloud e storage esterno, come ad esempio un hard disk portatile collegato via USB come Toshiba Canvio Flex”.

L’hard disk esterno Canvio Flex di Toshiba consente agli utenti di eseguire il backup dei propri dati direttamente dallo smartphone, senza bisogno di un laptop o di un PC. Inoltre, funziona in modo intercambiabile con le principali piattaforme di dispositivi e sistemi operativi. Preformattato per Mac, PC Windows, smartphone e tablet, questo hard disk consente l’accesso continuo ai dati e la condivisione tra i dispositivi.

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Gli hard disk (HDD) continuano a rappresentare una tecnologia affidabile per l’archiviazione dei dati, offrendo soluzioni economiche e ad alta capacità per diversi settori come data center, videosorveglianza, gaming e cloud computing. Nonostante una temporanea tregua dovuta all’aumento dei prezzi degli SSD nel 2024 a causa della crescente domanda di infrastrutture in grado di gestire l’intelligenza artificiale, la competitività degli HDD dipende dalla capacità di fornire uno spazio di archiviazione sempre maggiore mantenendo i costi bassi.

Guardando al 2025, Toshiba Electronics Europe prevede una maggiore responsabilità ambientale, una più ampia adozione della tecnologia SMR così come una risposta migliore alla crescente domanda di IA e un miglioramento delle capacità degli HDD mantenendo i costi contenuti.

1- Responsabilità ambientale e riciclaggio degli HDD

Con la crescente dismissione delle prime infrastrutture cloud, anche il tema del riciclaggio degli HDD sta diventando cruciale. Nel corso della seconda metà dello scorso decennio, sono stati installati numerosi HDD in data center e infrastrutture cloud, molti dei quali sono ormai prossimi alla dismissione e, di conseguenza, si prevede un aumento significativo della quantità di HDD da riciclare nei prossimi anni.

Tuttavia, a differenza di altri dispositivi elettronici, gli hard disk sono relativamente facili da riciclare, dal momento che contengono solo due o tre metalli diversi. Mentre l’industria si coordina per migliorare le filiere di riciclaggio e ridurre l’impatto ambientale, i fornitori di servizi cloud si stanno preparando ad affrontare un afflusso significativo di materiali HDD da riciclare e si prevede che nei prossimi anni diventeranno parte integrante del processo.

2- Il futuro della tecnologia di archiviazione

La registrazione magnetica sovrapposta (SMR) è una tecnica di scrittura dei dati su un HDD in cui le tracce dei dati si sovrappongono parzialmente per aumentare la densità e la capacità di archiviazione complessiva per unità. Questa tecnologia è pronta a diffondersi, consentendo di memorizzare più dati nello stesso spazio fisico.

Toshiba ha recentemente introdotto HDD da 28TB basati su SMR, dimostrando che è possibile aumentare la capacità senza incidere significativamente sui consumi energetici. Nella prossima generazione di HDD basati su SMR, la capacità di memorizzazione aumenterà del 25% o più senza costi aggiuntivi, con un’efficienza energetica migliorata. Nel prossimo futuro, mentre la tecnologia SMR diventerà la scelta preferita per la maggior parte delle applicazioni con carichi di lavoro omogenei che richiedono un’archiviazione massiva di dati, la CMR continuerà a essere una soluzione specializzata per i server aziendali in cui sono presenti diversi tipi di carichi di lavoro.

3- Il ruolo dell’espansione dello storage per sostenere la crescita dell’AI

La richiesta di ampi set di dati per l’analisi dell’IA, dal settore automobilistico per la guida autonoma, alla produzione intelligente, alle città intelligenti e ad altri settori abilitati dall’IoT, ha portato a un’impennata della domanda di storage a livello aziendale.

Se negli anni ‘60 i ricercatori non avevano né i dati né lo spazio di archiviazione necessari, all’inizio degli anni ‘90, c’era abbastanza potenza di calcolo, ma non abbastanza dati e lo storage era molto costoso. Oggi, grazie allo storage aziendale connesso su larga scala e al cloud, il settore ha accesso a dati sufficienti per gli algoritmi e alla potenza di calcolo delle GPU. Poiché l’IA si basa sull’analisi dei dati su larga scala, il settore dello storage, compresi gli HDD, è essenziale per supportarne la crescita.

4- Miglioramento dell’ecosistema HDD

Nel recente passato si pensava che l’archiviazione su HDD fosse lenta e potesse essere utilizzata solo per il back-up. Tuttavia, negli ultimi due anni, il laboratorio europeo Toshiba ha dimostrato come sia possibile combinare più HDD per testarne il funzionamento e le prestazioni. Se si hanno centinaia di HDD nel sistema di archiviazione su larga scala, si hanno anche un miliardo circa di possibilità di configurazione diverse. La stretta collaborazione con i clienti e con altri produttori di componenti diventerà fondamentale per creare soluzioni di storage sempre più efficienti e performanti.

Videosorveglianza, gaming e multimedia: lo storage registrerà una crescita senza precedenti

Secondo Toshiba, nel 2025 saranno principalmente tre i settori che avranno richiederanno di una capacità di archiviazione superiore: videosorveglianza, gaming e contenuti multimediali.

Dai sistemi relativamente economici per abitazioni private fino ai più costosi per infrastrutture su larga scala come le smart city, il mercato della videosorveglianza sta vivendo una crescita costante, grazie anche all’ingresso sul mercato di un numero crescente di produttori di videoregistratori digitali. Inoltre, tutti questi sistemi utilizzano forme di analisi abilitata dall’intelligenza artificiale ed è quindi necessario avere più dati a disposizione.

Allo stesso modo, nel mondo del gaming, l’adozione di HDD Enterprise ad alta capacità è sempre più diffusa, dal momento che necessitano di uno spazio di archiviazione locale considerevole. Gamer e creatori di contenuti multimediali stanno integrando HDD di classe Enterprise da 16TB, 18TB e 20TB rispettivamente nei PC personali e nelle workstation per la post-produzione per gestire l’enorme quantità di dati generata da videogiochi e video in formato 4K o 8K, che preferiscono archiviare localmente dal momento che il trasferimento al cloud richiederebbe troppo tempo.

“Nel 2025 ci aspettiamo un miglioramento della capacità degli HDD a costi contenuti, una maggiore adozione della tecnologia SMR e un’attenzione particolare al corretto riciclaggio in linea con la crescente responsabilità ambientale dei player di settore. Inoltre, la crescente quantità di dati generata dall’intelligenza artificiale aumenterà la domanda di capacità di archiviazione e i settori che guideranno questa crescita saranno videosorveglianza, gaming e multimedia. Per rispondere a questa esigenza, è fondamentale un più stretto coinvolgimento di clienti e partner per creare un solido ecosistema di storage”, ha dichiarato Rainer W. Kaese, Senior Manager Business Development Storage Products, Toshiba Electronics Europe GmbH.

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