OptiNANDは、HDDに同社製のNAND型フラッシュメモリ「iNAND」を組み込み、従来の一般的なHDDとは異なるデータ保管の仕組みを採用している。大きな違いは、HDDに格納する全てのデータをプラッタに書き込むのではなく、データ管理のためのデータであるメタデータをiNANDに保存する点だ。

　HDDにフラッシュメモリを搭載する「ハイブリッドHDD」は以前から存在するが、OptiNANDの意図はこれとは異なるという。ハイブリッドHDDは基本的にデータの使用頻度に応じてフラッシュメモリとプラッタを使い分ける設計になっている。これに対してOptiNANDは、「データそのものの保存にディスク（プラッタ）だけを使う点は従来のHDDと変わっていない」とペンディカンティ氏は話す。変わったのは、フラッシュメモリをHDD内に組み込んだ上で、その構造をHDD内のデータ全体に影響する利点に昇華させた点にある。その利点の一つが大容量化だと同氏は言う。

　OptiNANDによってHDDの容量が増加する理由としては、メタデータをフラッシュメモリに保存することで、プラッタ側にその分の空き容量が生まれる点は容易に想像できる。それよりも注目すべき点は、プラッタの記録密度が高まる点だ。OptiNANDはトラック（プラッタを同心円状に分割した記録領域）を配置する密度をより高めることで、1インチ当たりのトラック数（TPI）を増やせるようにしている。

　トラックの配置密度を高めることはプラッタ1枚当たりの容量増加につながるものの、トラック同士を近づけると隣接するトラックにある磁性体が干渉し、正常な読み書き操作を妨げる可能性がある。一般的に、それがトラックの配置密度を高める上での課題になる。

　Western Digitalが公開している資料によれば、書き込み時に干渉が発生する場合、従来のHDDはトラック全体に更新を掛けることでデータ破損を回避させる。ただし、その更新によってレイテンシ（遅延）が発生するため、更新頻度が多くなるほどレイテンシは許容できない程度まで増える可能性がある。OptiNANDは、フラッシュメモリにあるメタデータを使い、トラック全体ではなくセクタ（トラック内にあるデータ記録領域の最小単位）単位でより細かく更新できる仕組みに変更しており、それによってレイテンシが抑制可能だという。

　OptiNANDを採用したWestern Digitalの20TBのHDDは、プラッタ1枚当たり2.2TBの容量となり、合計で9枚のプラッタを搭載している。50TBまで容量を増やすには9枚より多くのプラッタを搭載することが重要になると推測できるが、「プラッタの枚数は容量を増やす上での一つの要素にすぎない」とペンディカンティ氏は話す。

　HDDの記録密度の向上においては、磁気ヘッド分野の改善も進んだ。Western Digitalは磁気ヘッドの位置決めを担うアクチュエーターとして「トリプルステージアクチュエーター」（TSA）を実用化している。TSAは磁気ヘッドの位置を制御するための軸を3段階に分けたものだ。これによって従来の一般的なアクチュエーターよりも、位置決めをより細かく制御できるようになり、結果として同じ面積により多くのbitを書き込めるようになるという。

　OptiNANDにしても、磁気ヘッドの改善にしても大きな技術的変更であるのは確かだが、「どれか単一の技術だけで50TBは実現できない」とペンディカンティ氏は言う。他にはデータの記録方式も重要になると考えられる。例えばトラックを屋根瓦のように重ね書きすることで記録密度を高めるSMR（Shingled Magnetic Recording）は、容量増加に向けての重要な技術という位置付けだ。

異なるニーズに応えるHDD

　今後、企業はウォームデータ（利用頻度の高いデータと、ほとんど使用しないデータの中間的なデータ）やコールドデータ（ほとんど使用しないデータ）など、幅広いニーズでHDDを採用する可能性がある。ペンディカンティ氏は「Western DigitalはHDDベンダーとして、データ保管のニーズに応じた製品ラインアップを用意することも重視している」と話す。その点では、データの使用頻度や容量など個々のニーズに応じて、異なる技術をどのように組み合わせて製品を開発するかが重要になると考えられる。