数据对于人工智能（AI）至关重要，其被用于训练、维护和验证AI模型。因此，随着AI在全球各个行业的日益普及，对更大型数据存储的需求也在迅速攀升。预计2025年将产生约181泽字节（ZB）的数据，其范围预计在175ZB和200ZB之间。1ZB等于1,000艾字节（EB）、10亿太字节（TB）或1万亿吉字节（GB），可见，数据量非常大。事实上，其数据量远远超过了我们的存储能力。预计明年全球数据存储容量将仅达到约16ZB。
为了可持续地满足不断增长的数据存储需求，大容量数据存储解决方案领先企业希捷科技正在利用Ansys仿真和NVIDIA技术开发其未来几代Mozaic硬盘技术。当前平台Mozaic 3+以每盘3TB的出众磁录密度提供大容量存储。预期型号Mozaic 4+和Mozaic 5+每盘将分别存储4TB和5TB的数据。Mozaic 3+平台目前支持希捷Exos硬盘，其容量高达32TB。
在Ansys和NVIDIA的支持下，Seagate可使其Mozaic技术在不增加功耗的情况下，存储以前无法达到的巨大数据量。Seagate可通过集成Ansys Fluent流体仿真软件和NVIDIA加速计算能力，从而将优化和设计的速度提升50倍，提高效率并降低成本，以实现更大的海量数据存储解决方案，充分满足与AI相关的新兴数据需求。
EXOS Mozaic 3+硬盘可存储达32太字节（TB）的数据。
在Ansys Fluent平台上针对硬盘内部流速进行的计算流体动力学（CFD）仿真。图像：希捷科技。
使用GPU计算能力优化CFD
自45年前成立以来，Seagate已带来超过40亿TB的数据容量，目前提供一系列完整的存储设备、系统和服务。Seagate意识到了到当前不断扩展AI技术的存储需求，于是其采用仿真与加速的计算能力来扩大设计开发。
具体而言，通过将Fluent软件计算流体动力学（CFD）仿真与NVIDIA DGX系统相结合，Seagate可显著缩短模型求解时间，从而实现显著的设计优化和生产力提升。
对于希望通过加速计算能力实现CFD仿真提速的工程师而言，Fluent软件仿真可提供一项变革性功能特性：原生的多图形处理单元（GPU）求解器。本地执行可通过运行驻留在多个GPU上的求解器代码，使CFD充分发挥NVIDIA加速计算的潜力。与传统中央处理单元（CPU）驱动的求解器相比，该功能可大幅缩减CFD软件的仿真时间、硬件成本和功耗。（进一步了解Fluent软件GPU求解器。）
在采用Ansys和NVIDIA技术之前，希捷硬件包含一个由40个内核CPU组成的工作站，因此工作流程既耗时又繁琐。对于网格大小约为5000万个单元的机箱级气动声学模型，希捷基于CPU的工作站运行时间约为一个月，而对于包含多达1亿个单元的更精细、更高质量的网格，则耗时更长。
如今，该公司在NVIDIA DGX系统上运行Fluent软件模型。
希捷高级研发部高级总监Kent Forbord表示：“有了NVIDIA DGX和Ansys Fluent软件，我们能够将内驱流模型的运行时间从数小时缩短至几分钟，缩减幅度约为50倍，而采用NVIDIA DGX和Ansys Fluent软件，我们则能将外部气动声学模型的运行时间从一个月缩短至一天以内。更短求解时间的最终优势是：能够在更短的时间内评估更多设计，最终实现更理想的设计。”
打造新一代硬盘
Seagate正在开发其未来几代Mozaic硬盘，这些硬盘结合了希捷独特的热辅助磁记录（HAMR）执行方案，在磁录密度方面表现非常突出。磁录密度也称面积或表面密度，实质上测量的是每平方英寸物体表面的存储容量。
希捷的数据显示，虽然向硬盘添加更多磁盘可增加容量，但效率不高。对于启动器而言，硬盘中的每片磁盘都需要大量材料，这不仅会增加整体材料使用量，而且还会增加功耗。另一方面，增加磁录密度有助于在不使用更多材料或更多磁盘的情况下保存更多数据，从而实现更高效的方法。这基本上是有关存储质量而非数量的问题。
即将推出的希捷硬盘型号Mozaic 4+和Mozaic 5+每盘将分别存储4TB和5TB的数据。
磁道是存储数据的硬盘上的圆环或带。实现更高的磁道密度是希捷即将推出的、支持HAMR的平台Mosaic 4+（正在开发）和Mozaic 5+（正在实验室测试中演示）的战略目标。
为了提高磁道密度，希捷工程师使用Fluent软件仿真来评估并优化驱动器中的重要气流指标，如颗粒传输、风阻和结构激励等。
在系统层面，他们对驱动器外部的动态激励、温度和压降进行建模，以评估整个系统的散热流，因为热分析在设计高效、安全的硬盘时非常重要。此外，该团队还执行气动声学仿真，即对流动的流体产生的声音进行建模，以改进系统机箱及风扇设计。
Mozaic驱动器有助于数据中心在同样大小的空间中存储更多数据，这不仅能够实现以更小的封装提供更多的计算能力，而且还可为客户带来更低的总体拥有成本（TCO）。为了保持紧凑性，这些驱动器采用与希捷早期硬盘相同的3.5英寸封装，并使用最先进的材料，包括超晶格铂合金介质，其可抵消纳米级磁不稳定性。
此外，GPU提供支持的仿真工作流程还可减少材料和功耗，并加速设计。
Forbord讲道：“希捷工程师可通过更提前的建模与设计优化，减少原型设计和物理测试。这有助于他们达到缩短设计周期的最终目标。”
希捷Mozaic驱动器采用最先进的材料及结构设计，可帮助数据中心在更小的空间内更高效地存储更多数据。
加速数据存储，迎接AI热潮
由Mozaic提供支持的驱动器现已在行业中掀起巨大波澜。凭借更高的磁录密度，硬盘可在同样大小的空间中存储更多数据，而且随着工作流程的升级，Seagate能够以更快的速度生产更多的驱动器。
Forbord指出：“当模型运行大约一个月时，就无法将其用作设计工具。通过集成Ansys和NVIDIA技术，我们的团队可简化创新流程并显著加速上市进程。”
Seagate已针对AI相关数据的爆炸式增长做好了准备。
Forbord补充道：“硬盘占云计算数据中心的90%，其将成为存储AI分析前和分析后的海量数据的关键，而这些数据将推动当前数据经济的发展。Mozaic平台等希捷磁录密度创新，在不断促进存储的总体拥有成本降低，这有助于为AI模型在分析前和分析后存储更多数据。”
如需直接探索Fluent软件CFD的潜力，请申请免费试用。欢迎观看2024 R1网络研讨会点播视频，进一步了解Fluent软件GPU求解器的最新更新。
为您量身定制。我们还有一些您可能喜欢的其它资源。
“有了NVIDIA DGX和Ansys Fluent软件，我们能够将内驱流模型的运行时间从数小时缩短至几分钟，缩减幅度约为50倍。”
— Kent Forbord，希捷高级研发部高级总监
