早在2021年,希捷(Seagate)就展示了業界首款採用PCIe接口的機械硬盤(HDD)。與SSD一樣,採用了NVMe協議,可以與其他SSD一起協同工作。雖然SSD和HDD是兩種不同類型的存儲設備,但使用相同類型的協議,將大大簡化數據中心的操作。2022年網上就曝光了希捷採用NVMe協議的HDD,配備了U.2接口,接口的數據傳輸速率達到了32 Gbps,比起SAS/SATA有著更高的上限。
據TomsHardware報道,在今年的GTC 2025上,希捷和英偉達就展示了一個概念驗證系統,上面能夠運行希捷的NVMe HDD和NVMe SSD、英偉達的BlueField 3 DPU、以及AIStore軟體,演示了NVMe如何為AI工作負載轉換硬盤驅動器。

傳統上,硬盤驅動器使用的是專用接口,包括SCSI、並行ATA、SATA和SAS等,不過對於現代高性能數據環境,特別是在人工智慧和大型數據中心,過往的這些接口都達到了極限,並不能適應高速數據處理的要求。不過至少在未來幾年裡,HDD仍然是數據中心最具成本效益的存儲解決方案,為了更好地滿足圍繞人工智慧打造的數據處理場景需求,希捷正在開發通用PCIe接口和NVMe 2.0協議的HDD。
NVMe與PCIe配對可以提供更高的帶寬、更低的延遲和更好的可擴展性,相比於SAS/SATA的速率限制在6-12Gbps,並依賴於各種複雜的協議層,NVMe運行在行業標準的PCIe接口上,支持高達128 GB/s的帶寬,大大降低了系統複雜性,簡化了擴展操作。NVMe還支持通過DPU繞過CPU直接訪問GPU,減少了瓶頸,同時還支持64K隊列,極大地提高了並行處理,這對人工智慧系統很重要。
希捷和英偉達的概念驗證系統里有8塊NVMe HDD,4塊NVMe SSD用於緩存,安裝了1塊BlueField 3 DPU,利用AIStore軟體調度動態優化數據緩存和分層,大大提高了AI模型訓練性能。測試結果顯示,新系統最大限度地減少了人工智慧工作流中的延遲,提高了存儲效率。

由於NVMe HDD保留了SAS/SATA物理連接器和傳統的3.5英寸外形,成本方面並沒有大家想像的那麼高,唯一的變化是增加了對NVMe協議的支持及PCIe接口,另外固件也要支持對應的特性和功能。考慮到NVMe/PCIe連接的過渡消除了HBA和系統複雜性,NVMe HDD成本的小幅上漲不是什麼問題。
此外,隨著NVMe HDD容量的增加,每TB的IOPS性能會下降,這可能會影響到AI集群的性能,不過可以用更多的NVMe SSD充當緩存來緩解。另外多傳動器(Mach.2)技術或許會變得更有用,這樣NVMe HDD可以更好地適配AI集群。雖然NVMe HDD成本變得更高,但是相比收益,影響也是有限的,不會影響到該技術路線的推進。
希捷似乎已經為NVMe HDD做好了準備,不過產品什麼時候上市還很難說,這需要等待合適的市場機會切入。由於雲端服務供應商等更喜歡在存儲上選擇雙供應源,希捷可能要等到競爭對手跟進,拿出同類產品,才能獲得NVMe HDD的大批量訂單。