211service.com
Hoe de Terabit-per-vierkante-inch harde schijf van Seagate werkt
Magnetische harde schijven zullen binnenkort één terabit (een biljoen bits) per vierkante inch kunnen opslaan. Seagate heeft die historische opslagdichtheid aangetoond met behulp van een nieuwe magnetische opnamemethode die 10 terabit, en misschien zelfs meer, op elke inch van een standaard 3,5-inch schijf kan proppen. Schijven die met de huidige technologie zijn gemaakt, kunnen ongeveer 3 terabyte bevatten.
De technologie, warmteondersteunde magnetische opname genoemd, omvat het verwarmen van de magnetische gebieden op een schijf die individuele databits bevat, waardoor die gebieden kleiner kunnen worden gemaakt. Seagate zegt dat de methode belooft de opslagdichtheid te blijven vergroten en kan leiden tot harde schijven van 60 terabyte.
Een van de meest opwindende dingen van warmteondersteunde magnetische opnames is dat het nog in de kinderschoenen staat, zegt Ed Gage, hoofdtechnoloog van hoofden en media R&D bij Seagate. Het bedrijf mikt op 2015 voor zijn eerste commerciële product met de technologie.
De harde schijven van tegenwoordig zijn gemaakt van magnetische kobalt-platinalegeringen. Elke bit wordt opgeslagen op een klein gebied met een magnetisch veld dat in een van de twee tegengestelde richtingen wijst, wat een binair cijfer 1 of 0 aangeeft. Hoe kleiner deze gemagnetiseerde gebieden, hoe hoger de dichtheid van de schijf. Wanneer de gebieden tot 25 nanometer van een vierkante zijde komen (overeenkomend met 1 terabit per vierkante inch), worden ze onstabiel, wat betekent dat een kleine hoeveelheid warmte ervoor kan zorgen dat ze hun magnetische veldrichting omdraaien.
Stabielere magnetische materialen, zoals ijzer-platinalegeringen, zijn beschikbaar, zegt Mark Kryder , een professor in elektrische en computertechnologie aan de Carnegie Mellon University en voormalig CTO van Seagate. Om erop te kunnen schrijven, zijn echter magnetische velden nodig die veel groter zijn dan de conventionele opnamekoppen kunnen produceren. Als je het materiaal echter verwarmt, werken kleinere magnetische velden. Dus warmte-ondersteunde opname omvat het verwarmen van ijzer-platina-schijven met een korte laserpuls wanneer de kop een magnetisch veld aanbrengt om gegevens te schrijven.
Dat is precies wat Seagate heeft gedaan. Drie jaar geleden demonstreerden ze met behulp van de technologie een dichtheid van 250 gigabit per vierkante inch. Sindsdien, zegt Gage, hebben ze substantiële verbeteringen aangebracht op twee gebieden: de opnamekop en het ijzer-platina-medium.
Het grootste probleem met de nieuwe kop is dat hij het licht moet focussen op 25 nanometer brede plekken, wat moeilijk is met conventionele lensgebaseerde optica. Seagate gebruikt dus een parabolische spiegel die het licht bundelt tot een kwart van de golflengte, waardoor vlekken van 100 nanometer ontstaan. Om dat nog strakker te maken, gebruiken Seagate-onderzoekers een kleine gouden antenne die licht opvangt en dit weer uitstraalt op een plek van 30 nanometer. Het is een goudstuk dat de juiste vorm moet hebben, zegt Gage. We hebben een aantal verschillende antennevormen geprobeerd.
Het ijzer-platina-medium stelt zijn eigen problemen. Je hebt een gladde schotel nodig, een zeer goede korrelige microstructuur, zegt Gage. Je moet in staat zijn om de juiste kristalstructuur te laten groeien. Bovendien, zegt hij, verspreidt de warmte zich in het magnetische materiaal. Je moet er lagen in bouwen om de manier waarop de warmte zijdelings en verticaal stroomt te regelen.
De demo van Seagate laat zien dat ze deze belangrijke technische uitdagingen hebben overwonnen, zegt Kryder. Dit is spannend nieuws.
Op dit moment gebruikt Seagate een externe laser om licht op de parabolische spiegel te laten schijnen. Maar Gage zegt dat ze al een laser in een opnamekop hebben gestopt.
Desalniettemin, zegt Gage, is er nog veel meer werk nodig voordat Seagate een commercieel product heeft: het in elkaar zetten van de kop, magnetische media, [elektronische besturingscircuits] en firmware en deze op een harde schijf zetten, is veel werk.