La capacité des disques durs enfle grâce à l’hélium

Si l’hélium, gaz 7 fois plus léger que l’air, est connu pour gonfler les ballons-sondes et autres dirigeables, on sait moins qu’il est capable de gonfler aussi la capacité des disques durs. En janvier dernier, Seagate, l’un des principaux fabricants mondiaux, a ainsi annoncé la sortie de son premier modèle à 10 To à base d’hélium, la capacité record actuelle. Pour autant, Seagate n’est pas un pionnier en la matière, puisque son grand rival, Western Digital, avait annoncé pareil exploit quelques mois auparavant.

C’est HGST (Hitachi Global Storage Technology) qui est à l’initiative de cette nouvelle méthode industrielle destinée à accroître les capacités de stockage. Cette filiale de Western Digital avait commercialisé le premier disque dur rempli d’hélium dès novembre 2013, alors d’une capacité de 6 To. «Notre gamme HelioSeal est l’aboutissement de 5 à 7 années de développement, confie Marc Bonnet, ingénieur support technique client chez HGST France. L’une des difficultés à résoudre était d’empêcher l’hélium de fuir, ce qu’il fait très facilement.» Le mot anglais Seal signifie que le disque dur est en effet scellé et donc étanche, contrairement à un disque dur classique qui contient de l’air. «Ce qui signifie par ailleurs qu’aucun polluant externe, susceptible de provoquer une panne, ne peut pénétrer à l’intérieur du disque dur» poursuit Marc Bonnet.

L’usage de l’hélium n’est pas nouveau en soi. Ce gaz inerte était déjà employé pour améliorer la précision d’une opération très minutieuse pendant la fabrication du disque dur : l’écriture des motifs Servo, qui balisent les pistes circulaires sur les plateaux, et qui serviront plus tard au bon positionnement des têtes de lecture/écriture des données. La faible densité de l’hélium – 0,139 contre 1 si on prend l’air comme référence – permet de réduire les contraintes mécaniques et donc les vibrations qui s’exercent sur les têtes.

L’idée était d’exploiter cette même propriété physico-chimique de manière permanente cette fois, dans le cycle de vie dudit disque dur. «Les plateaux d’un disque dur tournent typiquement à 7200 tours/minutes et, à cette vitesse, les frottements de l’air produisent des vibrations qui nuisent à la précision, explique Marc Bonnet. Remplacer l’air par de l’hélium réduit ce phénomène. Il est dès lors possible d’empiler jusqu’à 7 plateaux sur une même épaisseur d’un pouce, et donc d’augmenter la capacité de stockage.»

Un coût total de possession inférieur

D’autres bénéfices sont à mettre au crédit de l’hélium. «Moins de vibrations, c’est aussi une fiabilité accrue, détaille Marc Bonnet. Ainsi, il y a un an, nous avons pu relever le MTBF (Mean time beetween failures ou temps moyen entre pannes, NDLR) à 2,5 millions d’heures au lieu de 2 millions auparavant. Ce gain est également dû à l’échauffement moindre, de l’ordre de 3 à 4°C. Enfin, la consommation électrique diminue d’environ 25%».

La technologie à l’hélium est en toute logique synonyme de coûts de production plus élevés, le temps qu’elle se démocratise. Des coûts que HGST ne communique pas et qui se répercutent sur le prix d’achat. Toutefois, les clients de ces disques durs à haute capacité calculent sur le long terme. «Ce sont les grands fournisseurs de services cloud qui entretiennent des fermes de serveurs, précise Marc Bonnet. Le coût total de possession est un facteur primordial.» Autrement dit, l’ensemble des coûts engendrés par le disque dur – consommation électrique, maintenance éventuelle… – tout au long de son existence.

En guise d’argumentaire commercial, HGST s’est livré à une estimation comparative qui implique 160 serveurs hébergeant 1920 disques durs. Pourvue de disques durs de 10 To à l’hélium, cette installation totaliserait une capacité de 19 pétaoctets (soit 1024 téraoctets) et nécessiterait une puissance électrique de 10 kilowatts. Avec des disques durs de 8 To à air, la capacité serait de 15 Po moyennant une puissance électrique de 17,3 kilowatts. Ces fermes de serveurs fonctionnant 24 heures sur 24, les économies réalisées seraient donc très vite significatives.