Конференция IEEE TMRC 2018 года прошла под флагом инноваций в сфере разработки жестких дисков. В частности, разработчики обсуждали нюансы таких технологий, как термоассистируемая магнитная запись HAMR, ассистируемая микроволновым излучением запись (MAMR) и вакуумирование, то есть откачивание воздуха из корпуса жесткого диска с его последующей герметизацией.
Что касается откачки воздуха, то ранее некоторые производители HDD использовали альтернативу воздуху, заполняя пространство внутри корпуса жесткого диска инертными газами, в частности, гелием. Такие диски стоят дороже обычных, но их емкость обычно больше, чем «средняя температура по больнице». Сейчас появилась компания, которая собирается полностью отказаться от заполнения корпуса жестких дисков газами. Вместо этого их будут откачивать, достигая условий вакуума.
Одна из таких компаний — технологический стартап L2 из США. Его сотрудники считают, что откачка газов — это будущее HDD. По их мнению работа с вакуумом не усложнит, а наоборот, упростит производство жестких дисков с одновременным увеличением их емкости на более, чем 35%. Метод записи, используемый в этом случае, называется перпендикулярным.
Зачем откачивать воздух? Питер Гоглия, технический директор L2, говорит, что в вакууме магнитные пластины не подвержены действию коррозии, что благоприятно сказывается на долговечности изделия. Кроме того, благодаря новому способу производства можно отказаться от использования смазочных материалов, включая нанесение карбонового покрытия как на пластины, так и на считывающие головки. Все это упростит и ускорит процесс производства HDD. Более того, в результате откачки газов можно добиться уменьшения расстояния между головками и магнитными пластинами вплоть до 3-4 нм. В свою очередь, это позволит увеличить плотность размещения магнитных дорожек и роста емкости накопителя. Использование двух вспомогательных технологий, указанных выше, будет способствовать улучшению работы HDD.
Над тем, как увеличить емкость записи на жесткие диски, разработчики размышляют с момента появления этого типа накопителей. Заполнять HDD газом первой предложила компания Hitachi Global Storage Technologies в 2012 году. По расчетам экспертов, поскольку плотность гелия гораздо ниже плотности обычного воздуха, замена второго первым в HDD позволяет снизить силу сопротивления при вращении механических частей HDD. Плюс ко всему, критически снижается сила потока газа, образующегося при вращении шпинделей. А это означает то, что пластины можно размещать ближе друг к другу. Освободившееся место вполне можно использовать для добавления новых пластин, что автоматически означает увеличение емкости жестких дисков.
Увеличить емкость HDD можно еще и при помощи снижения «зерна» магнита. При этом необходимо снижать размер магнитных головок. Во втором случае проблем больше, чем в первом. Если снизить размер «зерна», то оно будет быстрее терять магнитные свойства, чем в обычной ситуации. А это означает потерю информации и появление ошибок. Решить проблему можно при помощи использования в производстве пластин из материалов с высокой удерживающей силой. Но здесь приходится решать новую проблему — стандартная головка HDD в силу небольших размеров просто не в состоянии активно воздействовать на магнитное поле пластины из такого рода материала.
В этом случае используется технология HAMR, позволяющая нагревать поверхность магнитной пластины в записываемой области при помощи лазера. Температура нагрева составляет около 500 градусов Цельсия, что ведет к ослаблению удерживающей силы. А значит, даже маломощная головка может намагнитить необходимое «зерно» с нужной силой. После того, как место нагрева охлаждается, участок пластины становится стабильным, так что просто так размагнититься он не может.
Усилить магнитные свойства головки можно и при помощи технологии MAMR, которая основана на генераторе магнитного поля с использованием микроволн. Резонанс, возникающий во время работы генератора, усиливает магнитное поле головки. А это позволяет достичь результата — намагничивания зерна специального материала пластины, как и в предыдущем случае, но без нагревания.
Автор: marks
