211service.com
Jak działa terabit na cal kwadratowy dysku twardego firmy Seagate
Magnetyczne dyski twarde wkrótce będą w stanie przechowywać jeden terabit (bilion bitów) na cal kwadratowy. Seagate wykazali, że przełomowa gęstość pamięci masowej przy użyciu nowej metody zapisu magnetycznego, która może upchnąć 10 terabitów, a być może nawet więcej, na każdy cal standardowego dysku 3,5-calowego. Dyski wykonane przy użyciu obecnej technologii mogą pomieścić około 3 terabajtów.
Technologia, zwana zapisem magnetycznym wspomaganym ciepłem, polega na podgrzewaniu obszarów magnetycznych na dysku, na którym znajdują się poszczególne bity danych, co pozwala na zmniejszenie tych obszarów. Seagate twierdzi, że metoda ta obiecuje zwiększać gęstość pamięci masowej i może prowadzić do 60-terabajtowych dysków twardych.
Jedną z najbardziej ekscytujących rzeczy związanych z zapisem magnetycznym wspomaganym ciepłem jest to, że jest w powijakach, mówi Ed Gage, główny technolog działu badań i rozwoju głów i mediów w firmie Seagate. Firma stawia sobie za cel 2015 rok na swój pierwszy komercyjny produkt wykorzystujący tę technologię.
Dzisiejsze dyski twarde są wykonane z magnetycznych stopów kobaltowo-platynowych. Każdy bit jest przechowywany na niewielkim obszarze z polem magnetycznym skierowanym w jednym z dwóch przeciwnych kierunków, oznaczającym cyfrę binarną 1 lub 0. Im mniejsze są te namagnesowane obszary, tym większa gęstość dysku. Kiedy obszary zmniejszają się do 25 nanometrów na bok kwadratu (co odpowiada 1 terabitowi na cal kwadratowy), stają się niestabilne, co oznacza, że niewielka ilość ciepła może sprawić, że zmienią kierunek swojego pola magnetycznego.
Dostępne są bardziej stabilne materiały magnetyczne, takie jak stopy żelaza i platyny, mówi Mark Kryder , profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Carnegie Mellon i były dyrektor ds. technologii w firmie Seagate. Jednak pisanie na nich wymaga pola magnetycznego znacznie większego niż te, które mogą wytworzyć konwencjonalne głowice piszące. Jeśli jednak podgrzejesz materiał, zadziałają mniejsze pola magnetyczne. Tak więc nagrywanie wspomagane ciepłem polega na nagrzewaniu dysków żelazowo-platynowych krótkim impulsem laserowym, gdy głowica przykłada pole magnetyczne do zapisywania danych.
Właśnie to zrobiła firma Seagate. Trzy lata temu zademonstrowali gęstość 250 gigabitów na cal kwadratowy przy użyciu tej technologii. Od tego czasu, jak mówi Gage, poczynili znaczne ulepszenia w dwóch obszarach: głowicy nagrywającej i nośnika żelazowo-platynowego.
Największym problemem nowej głowicy jest to, że musi skupiać światło na punktach o szerokości 25 nanometrów, co jest trudne w przypadku konwencjonalnej optyki opartej na soczewkach. Dlatego firma Seagate używa lustra parabolicznego, które skupia światło do jednej czwartej długości fali, tworząc 100-nanometrowe plamki. Aby jeszcze bardziej to zaostrzyć, naukowcy Seagate używają maleńkiej złotej anteny, która zbiera światło i ponownie emituje je w 30-nanometrowej plamce. To złoty kawałek, który musi być odpowiednio ukształtowany, mówi Gage. Wypróbowaliśmy wiele różnych kształtów anten.
Medium żelazowo-platynowe stwarza własne trudności. Potrzebujesz gładkiego talerza, bardzo dobrej ziarnistej mikrostruktury, mówi Gage. Musisz umieć wyhodować odpowiednią strukturę krystaliczną. Ponadto, mówi, ciepło rozprzestrzenia się w materiale magnetycznym. Musisz tam zbudować warstwy, aby kontrolować sposób, w jaki ciepło przepływa w poprzek i w pionie.
Demo firmy Seagate pokazuje, że udało im się przezwyciężyć te znaczące wyzwania inżynieryjne, mówi Kryder. To ekscytująca wiadomość.
W tej chwili firma Seagate używa zewnętrznego lasera, aby skierować światło na lustro paraboliczne. Ale Gage mówi, że już umieścili laser w głowicy nagrywającej.
Niemniej jednak, jak mówi Gage, potrzeba znacznie więcej pracy, zanim Seagate wyprodukuje produkt komercyjny: Złożenie głowicy, nośników magnetycznych, [elektronicznych obwodów sterujących] i oprogramowania układowego oraz umieszczenie ich na dysku twardym to znacząca praca.