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有了西数MAMR技术 未来硬盘容量将会超过40TB

腾讯数码讯(蓝天)西部数据(以下简称西数)最近宣布公司在HDD(机械硬盘)技术上取得重大突破。未来如何增加HDD的存储密度?之前媒体已经介绍过许多技术,例如HAMR(热辅助磁记录)技术,这种技术已经出现在地平线上,只是还没有推广使用。

有许多企业(包括西数)都在研究HAMR技术,未来可以用它提高盘片密度。早在2013年就有企业展示过原型产品,不过技术要想变成可以生产、稳定的产品,还有很远的路要走。之前希捷曾信誓旦旦说,10年之内将会生产出60TB HAMR HDD,现在已经过去5年了,照眼下的形势看,短期内HAMR HDD还无法为生产做好充分的准备。

既然HAMR还没有准备好,我们应该怎么办呢?西数似乎找到了答案,事实上,在过去近十年里,西数实验室一直在研究该技术。从上图我们可以看到PMR(垂直磁记录)的最高极限是多少:1.1TB/平方英寸。有了SMR(叠瓦式磁记录)技术,极限可以提高到1.4TB。不过行业碰到一个无法解决的难题:写限制(writeability limit),简单来说,就是说当介质的密度越高、磁域越小,写磁头/磁场到了某个临界点时就会太小,无法克服顺磁物质的阀值问题。如何提高极限呢?写操作时用激光给介质加热是一种办法,这就是所谓HAMR技术,还有另一种不同的方法,它的效果更好,这种技术就是MAMR(微波辅助磁记录)。

不要让“微波”这个术语迷惑你,这里的微波能量不会大到让介质热起来。如果想让数据稳定存储到磁盘上,密度越高(晶粒越小),就会需要更强的“写场”(write field),上面这张图反映了二者的关系。

再看看这张图,有点复杂,让我们简化一下。你不妨想像一下:一个磁体有南极和北极,如果你拿出一个更强的磁场,想将磁体当前存储状态的极性逆转,要做到肯定很难。目前的HDD技术必须让场足够强,强到可以逆转存储极性。MAMR技术不一样,它用到了“Spin Torque Oscillator”(简称STO,力矩震荡器),以很高的频率运行(20-40 GHz),与介质的铁磁共振保持一质。这样一来存储场就会动进(又叫旋进),让垂直轴倾斜。共振会让能量增加(除了写场还会增加能量),最终让场朝着想要的方向翻转。整个过程之所以能够实现,主要归功于“共振效应”,STO可以将写场的效率提高3-4倍,它所消耗的电能只有生成写场所需电能的1/100。有了MAMR技术,介质的阻尼常数缩小,磁域也可以缩小,从而提高盘片密度。

MAMR技术还有一个好处:它只是将其它技术简单整合在一起,这些技术已经存在。西数已经用先进的“Damascene”工艺制造驱动器磁头,3年前,它就悄悄采用该技术。Damascene技术可以让磁头拥有更高的物理精度,提高密度。现在这门技术有了更大的用武之地,因为它的存在,西数将STO放进磁头变得更容易。除了磁头有变化,驱动电流也会更小。总之,不改变硬盘的基本技术就可以增加密度肯定是一件好事。充氦硬盘可以使用MAMR技术,SMR硬盘也可以用。

西数还宣布另一个消息:公司正在从老式的“nested actuator”技术向更新的“micro-actuator”技术转移,2009年西数曾用“nested actuator”推出2TB HDD。与之前的技术相比,新致动器的连接点离磁头更近,这样一来磁头的追踪能力会更强,磁道间距可以扩大。目前西数的技术可以达到400TPI(每英寸磁道数),未来,因为有了新的追踪技术、有了MAMR、介质化学特性提升,西数希望硬盘可以达到100万TPI。

40TB HDD会不会一夜之间突然涌向市场?不会。西数必须提高STO磁头产能,即使产能提高了,介质技术也要提升,这样才能真正发挥MAMR的潜力。

现在我们已经知道,西数找到了一种更简单的办法翻转磁极存储数据,不需要依赖HAMR技术,真正用HAMR技术生产硬盘还要等很多年。

西数在声明中表示,公司之所以取得技术突破,STO是关键,它会生成微波场,当磁盘密度提高时记录数据的能力会更强,稳定性不会下降。有了MAMR技术,未来每英寸可以存储4TB的数据。西数认为MAMR在2025年之前可以将硬盘的容量提高到40TB,甚至超过40TB,未来还会继续增加。

来源:pcper

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责任编辑:yokiizhang
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