从Mozaic 3+到NVMe HDD Seagate助攻AI数据中心打造新时代存储

在生成式AI袭据全球热潮的带动下，企业不但需要更庞大的数据集来训练AI，在使用各种类型AI应用的同时，更不断累积产生史无前例的惊人数据量。如何兼顾成本效益和可持续发展性地扩展存储基础架构，成为当代组织的必解难题。面对这样的趋势，Seagate通过创新的存储技术，协助组织打造新一代AI数据中心存储基础架构，完美兼顾大容量、高性能、低成本、总拥有成本TCO优化与可持续发展性的需求与目标。

根据Seagate最新的全球研究报告《数据去碳化》（Decarbonizing Data）指出，高达97%的调查受访者预计，AI增长将进一步冲击存储需求，换言之，扩大存储容量势在必行。再就麦肯锡（McKinsey）的分析指出，至2030年底，全球数据中心的总电力需求预计将增长三倍。

Seagate客户技术工程副总裁Colin Presly表示，随着电力资源稀缺的问题加剧，ESG可持续发展便成为所有服务供应商必须共同面对的重大挑战。Seagate身为大容量数据存储领域的领导者，在推动可持续发展数字基础架构的进程中扮演着关键角色。Seagate致力于通过提升磁录密度与能源效率，提供更具可持续性的数据中心存储解决方案，协助企业在数据快速增长与环境责任之间取得最佳平衡。

电机电子工程师学会（IEEE）更进一步预估，随着2030年数据中心能源需求的大幅上升，碳排放占比可能从2022年的0.3%，增至全球总排放量的8%。由此益见，在数据密集型AI与大规模存储容量需求的带动下，数据中心正面临破天荒的能源消耗需求与及不断扩大的碳排放挑战。一时之间，打造最低能耗、最低构建/采购成本并打破实体空间限制的可持续发展数据中心，自然成为当下组织第一优先的决策重点。

Colin Presly进一步指出，尽管当前数据中心面临上述种种挑战，硬盘仍是最主要的存储设备（而非SSD固态硬盘或其他存储媒体），在全球最大的数据中心和云计算服务供应商比例甚至高达9成。即使未来AI有进一步的发展或其他重大变动，这样的比重也不会有太大改变。Seagate长久持续精进硬盘的成本效益、磁录密度、与能耗表现，绝对是硬盘持续发挥作用的重要驱动力 。

其中构建与采购成本是左右AI数据中心普遍采用硬盘的关键因素之一，尽管SSD具备更好的性能，但高昂的采购成本难免造成企业财务上的极大压力。硬盘之所以持续受到青睐，除了无与伦比的成本效益外，在性能上，Seagate也另有诸多创新之举，其中全球首创的MACH.2多驱动臂硬盘技术，在同一体积内配备两支独立运行的驱动臂，进而提供翻倍的读写性能。

根据《数据去碳化》报告指出，磁录密度的创新已经成为AI创新和可持续发展数据中心的关键，更是当前增加数据中心容量最简便、最优雅、最高效的解决方案。采用开创性热辅助磁记录（HAMR）实施方案的Seagate Mozaic 3+ 技术平台，在率先让每单碟容量达到3TB以上 ，展现无与伦比的磁录密度之后，Seagate目前正与主要云计算服务企业合作，逐步扩大量产出货Exos M系列硬盘。 同时，Seagate也已开始提供单碟4TB平台的样品测试。

事实上，目前除了已有单碟4TB的产品展示外，早在今年2月，Seagate便已在测试实验室环境中成功展示出6TB的HAMR磁盘单盘片，相信未来3到5年，将陆续看到增至60TB，甚至100TB的Mozaic硬盘，届时将为数据中心展现更惊人的容量和能源倍增效益。

Colin Presly表示，Mozaic是Seagate最引以为傲的技术平台，目前致力商品化的HAMR技术更是存储产业界非常重要的创新与发明，历经20年来的持续不断地创新，得以在技术上达到同业难以企及的新高度，并在市场上创建无法撼动的最高规模及最大容量产品区隔。无与伦比的磁录密度，让数据中心能在相同占用空间中存储更多EB级的数据量，有效提升能源及用电效率，进而树立了TCO与可持续发展性优化的新标杆。

我们从《数据去碳化》报告中可以得知，当前存储媒体中隐含碳排最高的是SSD，运转功率最高致使能源效率最差的是LTO磁带。反观传统硬盘不仅碳足迹最低，而且运转功率及每TB瓦数最低，展现最佳的节能效率，被视为当前最可持续发展、最环保的存储解决方案。

HAMR技术加持的Mozaic 3+ 平台让上述硬盘的效益再进化，组织若升级采用Mozaic 3+ 硬盘（以10TB升级至30TB为例），可以在相同的数据中心空间内，让存储容量提升3倍以上，每TB能耗、隐含碳排及TCO ，分别降低60%、70%及25%以上的优化。

HAMR技术颠覆存储界的地方尚不仅止于此，该技术特别将激光集成到硬盘上，堪称是经由改变热力物理学来突破磁录密度限制的关键性设计。再者，最大的改变莫过于磁性材料的变更，也就是将原先的钴钯合金（cobalt and palladium alloy），更换成铁铂合金超晶格（Iron-PlatinumSuperlattice）结构，这使得过去磁性颗粒愈小愈不稳定的问题被彻底解决。该结构还能大幅提升盘片磁矫顽力（Coercivity），实现更可靠稳定且精准的数据访问。

NVMe大容量硬盘，精简AI存储架构，直连GPU（规避CPU延迟），HDD和SSD协同运行，兼顾性能与成本，更高的吞吐量、更低的延迟，以及极佳碳效率。

Seagate另一个开创性的创新之举，莫过于首度在大容量硬盘上采用NVMe协议。虽然支持NVMe协议的SSD早已推出，搭配PCIe总线，并能与CPU直连，但在硬盘身上则为全新的开始。

在Computex 2025会场上，Seagate展示了全世界第一颗直接将PCIe/NVMe原生集成在晶体硅体上的概念验证（PoC）硬盘原型。换言之，Seagate已成功将PCIe原生集成到该公司硬盘控制器中，能实现硬盘本身的控制，以及PCIe/NVMe的外部通信。这次原型机并同时配备了SAS和NVMe两种连接器，不失为企业从SAS过渡到NVMe的最佳选择方案。

这样的设计尤其适合AI应用，虽然NVMe硬盘不会在性能上有所增进，但却能为AI应用提供更精简的架构，因为其省却了传统SAS/SATA硬盘上的主机总线转接器（HBA）、协议转接器等基础组件，同时还能将硬盘与SSD缓存集成至单一NVMe架构之中。

除此之外，比起SATA的单信道，以及SAS的双信道，NVMe支持多信道传输，这意味着更高的数据传输速度和更低的延迟。然而，最令AI数据中心惊艳的地方，莫过于NVMe硬盘能通过数据处理单元（DPU）实现与GPU之间的直接通信，避免了以往必须经由CPU而造成的延迟问题。

Colin Presly不讳言地表示，NVMe的确具有取代SATA、SAS，成为统包硬盘与SSD之统一通信协议的实力，但仍需要很长的时间才会实现。虽然Seagate目前尚未有上市的具体时间表，但目前已收到来自客户的许多正面反馈，该公司也正积极加入开放运算计划（OCP）的相关工作小组，以全面推动NVMe的合规化与标准化。

在各式各样AI应用颠覆人们工作环境与工作模式之际，Seagate也成了将AI技术运用在实际生产线的专家。AI所生成的大量内部数据，不仅用于算法的再优化，进而改制程与材料选择，更让工厂全面流线化。

不仅如此，AI也成为组织强化自身可持续发展的利器。据《数据去碳化》报告指出，有55.5%的受访者认为AI可以优化数据存储作业以增强可持续发展性。换言之，企业应该探索并利用AI来减少碳排，进而让AI等先进科技成为企业推动并优化可持续发展的强大力量。

（图片来源：科技新报摄）