В августе прошлого года компания Seagate открыла в Питтсбурге (США) научный центр, задачей которого являются исследования и разработки в области материалов, компонентов и технологий для создания перспективных накопителей информации на магнитных носителях. Одним из первых результатов его работы стала новая технология «перпендикулярной» записи данных, позволившая достичь плотности хранения данных на магнитном диске более 100 Гбит на квадратный дюйм. О том, какие возможности открываются перед производителями накопителей в связи с внедрением новых технологий, рассказал посетивший недавно Москву Дитер Веллер, директор отделения исследований в области носителей центра Seagate.
До настоящего времени во всех накопителях используется так называемая технология «продольной» записи, при которой намагниченные области, соответствующие отдельным битам данных, располагаются вдоль поверхности магнитного носителя, что требует относительно большой площади для хранения единицы информации. При этом, как известно, основной проблемой, стоявшей перед разработчиками в последние годы, было преодоление «суперпарамагнитного» предела плотности записи информации. Такой предел обусловлен разбросом размеров и температурной нестабильностью частиц, образующих магнитный слой носителя, а также сложностью создания головок записи/чтения, которые могли бы со 100%-ной надежностью зафиксировать на диске и затем многократно считать отдельные биты данных.
Как отметил Дитер Веллер, за последние пять лет разработчикам удавалось конструктивными методами ежегодно повышать плотность записи вдвое, доведя ее в существующих накопителях до уровня 70 Гбит/дюйм2, что близко к теоретическому «суперпарамагнитному» пределу.
Однако плотность записи данных можно значительно повысить, если перейти от существующей технологии «продольной» записи к технологии «перпендикулярной» записи на двуслойном магнитном носителе. Если в 2001 г. специалистам Seagate при использовании традиционной технологии «продольной» записи удалось достичь максимальной плотности 102 Гбит/дюйм2, то в 2002 г. уже в первых опытных образцах накопителей с применением «перпендикулярной» записи они смогли увеличить плотность записи до 111 Гбит/дюйм2.
«В перспективе при совершенствовании технологии «перпендикулярной» записи можно достичь плотности 1 Тбит/дюйм2, что даст возможность выпускать накопители с одной-двумя пластинами емкостью 400—800 Гбайт», — считает Дитер Веллер. По прогнозам Seagate, первые дисковые накопители с использованием новой технологии появятся уже в 2004 г.
Повышение плотности записи данных на диск приводит к росту скорости записи/чтения, в частности, в первых образцах накопителя с технологией «перпендикулярной» записи она достигла 125 Мбайт/с. Поэтому такие накопители будут оснащаться новым интерфейсом Serial ATA (SATA), который обеспечивает скорость передачи данных от 150 Мбайт/с.
Первое поколение SATA-накопителей уже появилось на рынке — это Seagate Barracuda SATA V и Maxtor DiamondMax Plus 9. К середине 2004 г. должны появиться накопители с еще более скоростным интерфейсом SATA (до 300 Мбайт/с), что устранит препятствия для дальнейшего повышения емкости накопителей.
К числу перспективных технологий повышения плотности записи данных Дитер Веллер относит технологии HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording, «магнитная запись с нагревом») и SOMA (Self Organized Magnetic Array), которые смогут в перспективе (через 5 — 15 лет) дополнить технологию «перпендикулярной» записи. Специалисты Seagate уже смогли доказать на экспериментальных установках возможности реализации HAMR.
Необходимость в использовании этой технологии возникает тогда, когда размеры намагниченной области при записи одного бита становятся сопоставимы с размером частиц на поверхности диска, нестабильность которых приводит к возникновению нового «суперпарамагнитного» предела. Нагрев носителя лазером многократно повышает намагниченность частиц магнитного слоя и устраняет их нестабильность, что позволяет еще больше уменьшать размеры участка записи бита данных. Технология HAMR, по оценкам специалистов Seagate, обеспечит необходимые темпы роста плотности записи данных в дисковых накопителях вплоть до 5 Тбит/дюйм2 при дальнейшем снижении стоимости хранения единицы информации.
Однако для дальнейшего повышения плотности записи необходимо изменить технологию изготовления самих магнитных дисков, добиваясь равномерности и однородности слоя частиц, составляющих его поверхность. Здесь специалисты Seagate видят выход в использовании технологии SOMA, которая предусматривает формирование на поверхности диска монодисперсного слоя «самоорганизующихся магнитных массивов» из однородных железно-платиновых частиц размером около 3 нм.
Такая «нано-технология» позволит существенно снизить уровень нестабильности отдельных частиц и уменьшить размеры намагничиваемой области для записи бита данных.
Сочетание технологий HAMR и SOMA, как полагают в Seagate, позволит преодолеть существующий «суперпарамагнитный» предел более чем в 100 раз и повысить плотность записи данных до 50 Тбит/дюйм2. И тогда появится возможность выпускать накопители емкостью до десятков Тбайт.