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Disco rígido de hélio: Um disco rígido rodando em um ambiente de hélio tem muitas vantagens sobre um disco rígido rodando no ar.
Por que hélio?
O hélio possui a menor densidade e o menor calor específico de todas as substâncias não inflamáveis. Essas duas características tornam o hélio o gás preferido para muitos usos especializados. Seu uso principal é como refrigerante em máquinas de ressonância magnética (MRI). Esse uso criou uma forte demanda por um subproduto de gás natural que pode ser produzido em apenas algumas partes do mundo com condições geológicas incomuns.
Agora, outro uso pode começar a consumir esse gás raro ainda mais rápido. A Western Digital produziu o primeiro disco rígido de computador selado em uma atmosfera de hélio. A unidade foi projetada para uso em data centers onde centenas ou milhares de computadores estão operando.
Por que hélio? O hélio possui apenas 1/7 da densidade do ar. Esse acionamento de hélio selado produz menos turbulência no ar, o que economiza consumo de energia, produz menos calor, produz menos vibrações, produz menos ruído, permite maior capacidade de acionamento e resulta em um custo total de operação muito menor. As unidades são caras de fabricar, mas esse custo é recuperado em economia de energia e ganhos de desempenho.
Usos de hélio: Quantidades relativas de hélio consumidas por vários usos nos Estados Unidos. Como o consumo de hélio para discos rígidos se encaixa nessa mistura? Gráfico usando dados do USGS.
Menor Turbulência
Comparado ao ar, a menor densidade de hélio permite que o inversor gire com muito menos turbulência. O nível mais baixo de turbulência permite que o motor gire o inversor com uma economia de 23% no consumo de energia. E, o nível mais baixo de turbulência permite que sete pratos operem em uma unidade de uma polegada de altura, em vez de cinco. Isso aumenta a capacidade de armazenamento da unidade em 50% - de 4 TB para 6 TB - e aumenta a capacidade de armazenamento de um servidor e seu peso por TB.
Menos barulho
O nível mais baixo de turbulência do ar no interior do inversor reduzirá a quantidade de vibração produzida pelos pratos giratórios. Verificou-se que o nível de vibração mais baixo reduz a quantidade de ruído produzido pelo inversor em cerca de 30%.
Menos calor
A menor turbulência dentro do inversor significa que há menos atrito produzido entre as moléculas de ar. Isso permite que o inversor opere a uma temperatura de cerca de 4 graus Celsius mais frio dentro do inversor. Isso significa que o inversor libera menos calor no data center e reduz a quantidade de ar-condicionado necessária - o que resulta em outra maneira de economizar energia.
O desafio do gás fugitivo
Produzir um disco rígido selado em um ambiente de hélio foi um enorme desafio. Por quê? Os átomos de hélio são tão pequenos que podem penetrar em praticamente qualquer material. Criar um gabinete que contenha hélio por um longo período de tempo foi a parte mais difícil de produzir a unidade - e a razão pela qual as unidades de hélio não foram usadas há muito tempo.
O estojo hermeticamente fechado produz mais algumas vantagens. Umidade, poeira e outros contaminantes são mantidos afastados. Espera-se que isso reduza as taxas de falha da unidade e aumente a expectativa de vida média da unidade de hélio.
O disco rígido de hélio é um exemplo de como o uso de materiais especiais cria desafios especiais, mas pode resultar em economias excepcionais.
Uma cópia do anúncio do produto Western Digital (HGST) pode ser obtida aqui.
Autor: Hobart M. King, Ph.D.