Новые технологии жестких дисков.


Новые технологии жестких дисков.




Михаил Тычков aka Hard



(по материалам журнала "Магия ПК")

Доброго времени суток.

Итак, как я и обещал ранее, поговорим о новых технологиях производства
жестких дисков. Но для начала обратимся-ка мы к истории. Да, да именно к истории, куда ж
мы без нее-то. Развитие технологий винтов можно разбить на пять этапов. Первый (до
1979 года) - использование "классических&quot индуктивных головок записи/воспроизведения.
Второй этап (1979 - 1991) - применение тонкопленочных головок. Третий (1991 - 1995) -
применение магниторезисторных головок. Четвертый этап (1995 - 2001) - совершенствование
магниторезисторных головок: уменьшение магнитного зазора в записывающей головке с
одновременным повышением чувствительности головки чтения за счет использования материалов
с аномально высоким коэфициэнтом магниточувствительности. И, наконец, пятый этап (с 2001
года) - радикальная смена типа и качества магнитного носителя при сохранении параметров
магнитных головок.

Теперь более подробно. Следует заметить, что плотность записи на диск
от этапа к этапу проходила скачкообразно, увеличиваясь на порядок. Первая, так сказать,
революция ознаменовалась переходом от обычных индуктивных головок типа как в магнитофонах,
которые к началу 70-х годов достигли своего минимума в размерах к тонкопленочным головкам.
Магнитный зазор (то бишь расстояние между верхним и нижним полюсами якоря головки) при этом
уменьшился 10 раз (от 2 микрон до 0,2 микрона).

Второй этап связан с изменениями в конструкции считывающих головок.
Кстати, надо заметить, что записывающие головки до сих пор являются тонкопленочными.
По мере перехода к микронным и субмикронным (крутое словечко, да) размерам записанного на
диск бита данных и уменьшением размеров универсальной тонкопленочной головки ее
чувствительности стало просто не хватать при чтении. Но в 1988 году был открыт
магниторезисторный эффект в тонких и совершенных по качеству кристаллах. Благодаря
умникам из IBM, с 1991 года в считывающих головках стал использоваться эффект спиновых
волн электронов и появилась туева хуча навороченных типов считывающих головок, таких как
MR, MRx. Но это еще далеко не все.

Дальнейший прорыв технологий ознаменован появлением считывающих головок
GMR, GMRsv, GMRsvX. В них используются особенности изменения магнитосопротивления пленки
толщина которой - несколько десятков атомных слоев. Такая считывающая головка имеет
аномально высокую чувствительность за счет квантово-механического подавления эффекта
рассеяния электронов и, как следствие, значительной модуляции сопротивления головки в
поперечном магнитном поле записанного на диск бита. Интересно, Вы чего-нибудь в этом
поняли? Если нет, то фиг с ним. Дело не в этом. Дело в том, что на этом прогресс не
остановился.

Следующий этап, четвертый, связан с дальнейшим уменьшением размеров
записывающих элементов головки и самих дисков. Но следует заметить, что на этом этапе
появился геморрой и связан он с тем, что с приближением к пределу суперпарамагнитной
неустойчивости линейные размеры бита данных очень малы. Это может привести к их утрате в
связи со спонтанным перемагничиванием вызванным температурной неравномерностью на
поверхности диска. Да и балансировка самих дисков далека от идеала, что не исключает
динамического удара.

Ну и наконец подходим к дню сегодняшнему. Он связан с преодолением т
упика классических ферромагнитных материалов. Появляются более совершенные и стабильные
типы магнитного слоя. О сих новых технологиях я и поведу рассказ далее.

IBM.



Диски IBM`овских винчестеров покрыты специально подготовленной магнитно-компенсированной
пленкой в виде антиферромагнитного трехслойного "пирога".
Называется он antiferromagnetically-coupled, а если короче, то AFC.
В нем два магнитных слоя разделены изолирующим слоем рутения. Сия
фигня позволит хранить данные с плотностью до 166.4 Мбит/мм2 на каждой
из двух рабочих поверхностях диска за счет повышения устойчивости
магнитного домена. Дальше я не буду забивать Вам головы техническими
терминами, скажу что массовые поставки "винтов" по технологии
AFC, IBM планирует на 2003 год. Но пробные партии на рынок уже выброшены.
Ноутбуки Travelstar снабжены подобными "винтами". А вообще
планы IBM таковы:

1. винчестер уменьшенного формфактора емкостью 400 Gb и более для
настольных компьютеров; винчестер емкостью 200 Gb для переносных компьютеров.


2. однодюймовый мини-винчестер семейства Microdrive (используется
в фотоаппаратах, mp-плеерах) емкостью 6 Gb.

Seagate.



Осенью 2000 года Seagate Technology получила от государства не кислые
"бабки" (21 000 000 "гринов") с выплатой в течении
пяти лет на разработку новой и перспективной технологии HARM (Heat
Assisted Magnetic Recording), что переводиться как тепловая магнитная
запись. Фишка заключается в том, что поверхность диска в месте записи
бита данных нагревается лазерным лучем сфокусированным набором микролинз.
Есть у этой технологии и второе название - optical-assisted HDD. При
нагревании магнитный носитель становится более восприимчив к записи,
а последующее мгновенное охлаждение стабилизирует запись. Магнитная
пленка состоит из галлиевого граната и разогревается она до 200 -
3000 С при одновременном слабом подмагничивании широкой области диска
обычной записывающей тонкопленочной головкой. А теперь немного поумничаем:
разогрев пленки вызывает резкое снижение в ней коэрцитивной силы с
обычных 8000Ое до 200 Ое, что ориентирует "засвеченные"
лазером домены пленки в одном направлении. Образуется "гигантский"
домен - набор малых доменов превращается в коллективный информационный
домен более крупного размера. Причем достигается это под воздействием
магнитного поля на несколько порядков меньшей напряженности, чем необходимо
при нормальной комнатной температуре. При этом становиться возможным
существующими универсальными головками записать на поверхности магнитного
диска бит данных, размеры которого сопоставимы с размером пятна лазерной
засветки, не рискуя при этом переписать соседние биты. Способность
нового материала к практически мгновенному "замораживанию"
исключает подобную информацию. По предварительным подсчетам эта новая
технология позволит увеличить плотность записи данных в 100 а то и
более раз. Кстати, HARM похожа на технологию Near-Field-Technology
фирмы IBM. Но несколько лет назад по невыясненным причинам IBM закрыла
проект.

Canon.



Все той же осенью 2000 года работяги Canon провозгласили формулу своего
успеха: 500х, где под "х" следует понимать тот самый непреодолимый
супермагнитный предел плотности записи данных. Новая технология напоминает
соты пчелиного улья, в качестве элементарных ячеек которого будут
использоваться упорядоченные массивы круглых фуллереновых труб с внешним
диаметром чуть более 500 Ангстрем и высотой 5000 Ангстрем. Эти трубы
будут поставлены на "попа" по всей рабочей поверхности диска.
Заполнены эти трубы будут температурно-устойчивыми доменами. Стенки
труб ослабят взаимодействие доменов друг с другом. Формула наполнителя
держится в строжайшем секрете. Новая технология позволит увеличить
плотность записи данных до 83.2 Гб/см2. Винчестеры эти появятся предположительно
в 2007 году, а к 2010 году Canon обещает увеличить плотность до 166.4
Гб/см2.

Fujitsu.



Эта "контора" тоже не хочет отставать от своих конкурентов
и обещает наладить выпуск новых "хардов" с плотностью записи
данных порядка 17 Гб/см2. Секрет успеха заключается в новом ферромагнитном
покрытии дисков, а так же в принципиальных изменениях в конструкции
универсальных головок.

Вот пожалуй и все. Успехов.

читать еще по теме