Alle recente ophef over solid-state opslag kan je doen denken dat de traditionele harde schijf niet lang is voor deze wereld. Capaciteiten zijn toegenomen, maar het basisontwerp is nog steeds herkenbaar vanaf de allereerste IBM RAMAC-schijf, geïntroduceerd in 1956, maar in een aanzienlijk kleinere vorm.

De toekomst van opslag kan toch niet gebaseerd zijn op iets dat zo primitief is? Denk opnieuw, want niets komt in de buurt van een traditionele harde schijf voor het opslaan van de steeds toenemende hoeveelheid gegevens die de moderne wereld produceert.

En terwijl de fysieke limieten van de huidige harde schijftechnologie snel worden bereikt in termen van het aantal bits dat kan worden opgeslagen binnen een vierkante inch plateau, zal het niet te lang duren voordat een drive van twee terabyte eruitziet als een floppydisk om ons vandaag.

Dat is te danken aan een nieuwe manier om informatie op en af ​​te krijgen van een schaal genaamd, opwindend, 'met warmte geholpen'.

De basis van een traditionele harde schijf is vrij eenvoudig. Gegevens worden opgeslagen op cirkelvormige platen gemaakt van een glas en keramisch mengsel, soms aluminium, en gecoat in een dunne laag magnetisch materiaal gemaakt van verschillende mengsels van kobalt, chroom, tantaal, nikkel en platina aan de boven- en onderkant.

In een desktopdrive draaien deze platters op 7.200 tpm. Dat stijgt tot 15.000 tpm voor een serverdrive met topprestaties en zakt naar 5.400 tpm voor algemene laptopopslag. Het betekent dat de buitenste rand van een schaal ongeveer 67 mph beweegt terwijl de drive in gebruik is.

Beide zijden zijn op te nemen, dus voor schijven met een hoge capaciteit zijn lees / schrijfkoppen geplaatst tussen plateaus met één kop voor elk oppervlak. Deze koppen bevatten drie elementen: twee magnetische spoelen voor het lezen en schrijven van gegevens naar de schijf en één luchtlager, waardoor het hoofd een constante afstand van slechts enkele nanometers boven het schijfoppervlak behoudt.

Harde schijven worden alleen maar groter. Seagate heeft zojuist een reeks schijven aangekondigd die een volledige 1 TB aan gegevens op elke schijf kan passen, wat 625 GB per vierkante inch is. Het is de verwachting dat de aandrijfcapaciteiten in de afgelopen 60 jaar elke 24 maanden zijn verdubbeld.

Nu en dan

Op dit moment werken drives met een techniek genaamd 'loodrechte magnetische opname' (PMR). De opnamelaag op een plateau-oppervlak is gevuld met minuscule moleculaire deeltjes die 'korrels' worden genoemd. Een enkel stukje gegevens vergt ongeveer 100 korrels om veilig op te slaan, en de kunst om de capaciteit te vergroten, is om meer van deze korrels in een kleinere ruimte te proppen..

In een PMR-schijf zijn korrels haaks op het oppervlak van de schijf gerangschikt, dus ze staan ​​rechtop. Eerder waren ze bij 'longitudinale magnetische registratie' horizontaal tot aan het eind opgesteld. Het spreekt vanzelf dat je meer kunt persen met de nieuwere technologie, die de laatste vijf jaar gemeengoed is geweest.

Fysieke limieten

Het probleem dat fabrikanten van harde schijven altijd heeft aangehad, is dat er fysieke limieten zijn voor het aantal deeltjes dat u in een vierkante inch kunt passen voordat korrels hun lading willekeurig beginnen omdraaien en gegevens vernietigen. PMR komt al dicht bij die limieten.

Om de capaciteit met historische snelheden te kunnen blijven vergroten, is iets geheel nieuws nodig. Dat iets er meer en meer uitziet als 'door warmte geassisteerde magnetische opname', of kortweg HAMR.

Een stuurgroep genaamd Advanced Technology Consortium werd onlangs opgericht door de International Disc Drive Equipment and Materials Association, die bestaat uit vertegenwoordigers van alle fabrikanten van de harde schijf, om een ​​gemeenschappelijke routekaart te maken voor de overgang naar HAMR-technologie..

Dit heeft een sterk precedent dankzij een soortgelijk initiatief om de harde schijven over te zetten van de decennia-oude methode om informatie op een harde schijf te leggen in 512 bytes logische sectoren tot een grotere, efficiëntere 4kb-techniek. Die transitie is dit jaar eindelijk afgerond, dus hopelijk wordt het volgende doel net zo goed gehaald.

Maar wat is HAMR? Kortom, onderzoekers ontdekten enkele jaren geleden dat het opwarmen van een magnetisch oppervlak voorafgaand aan het schrijven van informatie ernaar, de nauwkeurigheid en efficiëntie van schrijfkoppen op astronomische wijze kan verhogen, terwijl het afkoelen ervan het vermogen van een leeskop verbetert om die gegevens terug te nemen.

De toekomst heeft te maken met een kleine en zeer gerichte laser, gemonteerd op de aandrijfkop, die het gebied van de plaat verhit dat zal worden beschreven. Dit gebied koelt dan snel af als de schijf draait, klaar voor langdurige opslag- en leesbewerkingen.

Er zijn een paar details die moeten worden opgelost, zoals of een laserpunt beter is op twee of tien nanometer, dat soort dingen, maar uiteindelijk zou het moeten leiden tot schijven die tien keer zoveel gegevens in dezelfde hoeveelheid ruimte kunnen proppen. die ze vandaag gebruiken - en tegen weinig extra kosten.

Tech demo's

We spraken met Rich Rutledge, vicepresident van Storage Giant, Western Digital, over deze nieuwe HAMR-technologie en hoe deze nu wordt geïmplementeerd.

"We hebben alle [fabrikanten van harde schijven] demo's laten maken van de technologie die functionaliteit hebben aangetoond, maar we zijn nog niet helemaal overgestapt op het gebied van technologie," zei hij..

Het is dus up and running, maar op dit moment is het nog niet klaar om gewoon te worden neergezet op het soort harde schijven die we thuis back-ups van onze mediabibliotheken hebben gemaakt.

"We kunnen de technologie van vorig jaar gebruiken met behulp van warmtebehandelingen." Wat we nog niet kunnen doen, is de technologie van volgend jaar met warmtebehandeling ", zegt Rutledge.

Maar hopelijk is de technologie niet al te ver weg. De eerste aandrijvingen om echte door warmte ondersteunde schrijfkoppen te gebruiken, zouden hier binnen de komende twee jaar kunnen zijn.