Инновации магнитной записи выведут HDD на уровень 20–40 ТБ

HAMR, MAMR и MRAM — эти не слишком благозвучные слова стали центрами притяжения внимания многочисленных участников 29-й конференции TMRC, в первую декаду августа организованной обществом IEEE Magnetics Society. В Милпитасе, где расположен калифорнийский кампус Western Digital, было представлено четыре десятка работ, посвящённых новым материалам, устройствам и технологиям для магнитного хранения данных и продвинутых приложений.

Наряду с основными подходами к увеличению ёмкости магнитных дисков: магнитной записью с тепловым (HAMR) и микроволновым (MAMR) ассистированием, они стали главными темами первого и второго дня конференции, обсуждались такие способы, как откачка воздуха из HDD, заполнение его гелием и использование стеклянных пластин.

Гелиевая атмосфера внутри накопителя позволяет уменьшить такие критические для роста плотности записи недостатки, как наводки между соседними дорожками (Adjacent Track Interference, ATI) и неточность локализации дорожки (Track Mis-Registration, TMR).

О более радикальном решении — полной откачке газа из жёсткого диска — рассказал представитель стартапа L2, Питер Гоглиа (Peter Goglia). Вакуум внутри корпуса накопителя, по его словам, позволяет не только забыть об опасности коррозии, но также отказаться от использования смазки диска, защитной углеродной оболочки пластин и головок.

Уменьшение «магнитного зазора» приводит к увеличению линейной плотности дорожек, что даёт прирост ёмкости более 35% для перпендикулярной магнитной записи (PMR) и дополнительные преимущества для технологий HAMR и MAMR. Помимо того, на 50% снижается расход энергии на «холостом ходу». Гоглиа показал и новый актуатор головки чтения/записи, обеспечивающий доступ к большей части поверхности магнитной пластины — это также даёт вклад в увеличение ёмкости HDD.

Интересную презентацию по технологии MAMR подготовила компания Toshiba: она показала, что разные слои регистрирующей среды могут быть настроены на взаимодействие с различными частотами микроволнового излучения. Это позволяет работать с дисками послойно, т.е. реализовать подобие 3D-записи.

Фирма Hoya, выпускающая стеклянные пластины для дисков, обсудила перспективы замены ими традиционных алюминиевых пластин в гелиевых HDD формата 3,5-дюйма. По её оценкам, это позволит увеличить количество пластин с нынешних 8-9 (общая ёмкость до 14 ТБ) до 10 или даже 12, с соответственным ростом вместимости накопителя.

Все эти новые разработки говорят о решимости производителей HDD, несмотря на прогресс твёрдотельных накопителей, в следующие пару лет вывести жёсткие диски на уровни ёмкости 20 или даже 40 ТБ.

Последний, третий день конференции TMRC был посвящён магнитной памяти MRAM. В последнее время на рынке появились дискретные и встраиваемые устройства MRAM, использующие перенос спинового момента (Spin Tunnel Torque, STT). Однако уже существуют технологии аномального эффекта Холла (Anomalous Hall Effect, AHE) и спин-орбитального момента (Spin Orbit Torque, SOT), которые в ближайшие годы позволят MRAM составить конкуренцию скоростной памяти SRAM.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365