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Come funziona il disco rigido Terabit per pollice quadrato di Seagate
I dischi rigidi magnetici saranno presto in grado di memorizzare un terabit (un trilione di bit) per pollice quadrato. Seagate ha dimostrato quella densità di archiviazione di riferimento utilizzando un nuovo metodo di registrazione magnetica che può stipare 10 terabit, e forse anche di più, su ogni pollice di un disco standard da 3,5 pollici. I dischi realizzati con la tecnologia attuale possono contenere circa 3 terabyte.
La tecnologia, chiamata registrazione magnetica assistita dal calore, prevede il riscaldamento delle regioni magnetiche su un disco che contengono singoli bit di dati, consentendo di rendere quelle regioni più piccole. Seagate afferma che il metodo promette di continuare ad aumentare la densità di archiviazione e potrebbe portare a dischi rigidi da 60 terabyte.
Una delle cose più entusiasmanti della registrazione magnetica assistita dal calore è che è agli inizi, afferma Ed Gage, principale tecnologo di Head and Media R&D di Seagate. L'azienda punta al 2015 per il suo primo prodotto commerciale dotato di questa tecnologia.
Gli hard disk odierni sono realizzati con leghe magnetiche di cobalto-platino. Ogni bit è memorizzato su una piccola area con un campo magnetico che punta in una delle due direzioni opposte, che denota una cifra binaria 1 o 0. Più piccole sono queste aree magnetizzate, maggiore è la densità del disco. Quando le aree scendono a 25 nanometri per lato quadrato (corrispondenti a 1 terabit per pollice quadrato), diventano instabili, il che significa che una piccola quantità di calore può farle invertire la direzione del campo magnetico.
Sono disponibili materiali magnetici più stabili, come le leghe di ferro-platino, afferma Mark Kryder , professore di ingegneria elettrica e informatica alla Carnegie Mellon University e precedente CTO di Seagate. Tuttavia, per scrivere su di essi sono necessari campi magnetici molto più grandi di quelli che le testine di registrazione convenzionali possono produrre. Se, tuttavia, riscaldi il materiale, funzioneranno campi magnetici più piccoli. Quindi la registrazione assistita dal calore comporta il riscaldamento di dischi di ferro-platino con un breve impulso laser quando la testina applica un campo magnetico per scrivere i dati.
Questo è esattamente ciò che ha fatto Seagate. Tre anni fa hanno dimostrato una densità di 250 gigabit per pollice quadrato utilizzando la tecnologia. Da allora, afferma Gage, hanno apportato miglioramenti sostanziali in due aree: la testina di registrazione e il supporto in ferro-platino.
Il problema più grande con la nuova testa è che deve focalizzare la luce su punti larghi 25 nanometri, il che è difficile con le ottiche convenzionali basate su lenti. Quindi Seagate utilizza uno specchio parabolico che focalizza la luce fino a un quarto della sua lunghezza d'onda, creando punti da 100 nanometri. Per rafforzare ulteriormente, i ricercatori di Seagate utilizzano una minuscola antenna d'oro che raccoglie la luce e la riemette in un punto di 30 nanometri. È un pezzo d'oro che deve essere adeguatamente modellato, dice Gage. Abbiamo provato diverse forme di antenna.
Il mezzo ferro-platino pone le sue difficoltà. Hai bisogno di un piatto liscio, un'ottima microstruttura granulare, dice Gage. Devi essere in grado di far crescere la giusta struttura cristallina. Inoltre, dice, il calore si diffonde nel materiale magnetico. Devi costruire strati lì dentro per controllare il modo in cui il calore scorre lateralmente e verticalmente.
La demo di Seagate mostra che hanno superato queste significative sfide ingegneristiche, afferma Kryder. Questa è una notizia eccitante.
In questo momento, Seagate utilizza un laser esterno per illuminare lo specchio parabolico. Ma Gage dice che hanno già messo un laser all'interno di una testina di registrazione.
Tuttavia, afferma Gage, è necessario molto più lavoro prima che Seagate abbia un prodotto commerciale: mettere insieme la testina, i supporti magnetici, [circuiti di controllo elettronici] e il firmware e inserirli in un disco rigido è un lavoro significativo.