بحلول عام 2025 ، ستصل الكمية العالمية من البيانات المخزنة إلى 163 زيتابايت - وقد توصل المحللون في الشركة الاستشارية لمؤسسة البيانات الدولية (IDC) إلى هذا الاستنتاج في تقريرهم "عصر البيانات 2025". للمقارنة ، في عام 2016 كان هذا الرقم فقط 16 زيتا بايت - وبالتالي ، سنحصل على زيادة بمقدار عشرة أضعاف تقريبًا في كمية المعلومات المخزنة.
هذا ليس بأي حال خطأ في فيديو 4K أو ألعاب الكمبيوتر التي تزن 100 غيغابايت أو أكثر: يرتبط هذا النمو السريع بزيادة الاهتمام التجاري بالبيانات الضخمة. في محاولة للتنبؤ بسلوك العملاء المحتملين وفهم الجمهور المستهدف بشكل أفضل ، تسجل الشركات الكبيرة حرفياً كل إجراء يقوم به شخص على الويب العالمي. ويتفاقم الوضع بسبب مجالات واعدة مثل التعلم الآلي وإنترنت الأشياء: تولد مليارات الأجهزة كل ثانية كمية هائلة من المعلومات ، وتتطلب الشبكات العصبية المزيد والمزيد من المعلومات للتحليل والمعالجة.
تحدد هذه العوامل الطلب على محركات أكثر سعة ، ولكن هل من الممكن مبدئيًا تلبية احتياجات السوق الحديثة؟ نؤكد - نعم ، مع ظهور MAMR ، لا شيء مستحيل! خاصة بالنسبة لأولئك الذين ليس لديهم الوقت لقراءة المواد الضخمة ، قمنا بإعداد فيديو قصير يسلط الضوء على المزايا الرئيسية لمحركات الأقراص المصنوعة باستخدام تقنية MAMR.
إذا كنت تريد معرفة "التفاصيل القذرة" ، فمرحبا بك!
عندما يتعلق الأمر بزيادة كثافة تخزين البيانات ، فإن ما يسمى "معضلة السجل المغناطيسي" تدخل حيز التنفيذ. تشير الزيادة في كثافة التسجيل إلى انخفاض في الأبعاد المادية للمجال المغناطيسي - جزء اللوحة الذي يتم فيه تخزين 1 بت من المعلومات. تكمن المشكلة في أنه كلما كان حجم الحبوب أصغر ، زادت سرعة إزالة مغناطيسيته: المعلومات المخزنة مشوهة أو قد يتم فقدانها تمامًا بسبب الحركة الحرارية للجسيمات الأولية.
يمكن حل هذه المشكلة باستخدام مواد مغناطيسية صلبة تتميز بقيم عالية من القوة القسرية. ومع ذلك ، كلما كان المجال أصغر ، يجب أن يكون رأس التسجيل أصغر ، ونتيجة لذلك لن يكون قادرًا على إنشاء مجال مغناطيسي بقوة كافية لتسجيل المعلومات. وهكذا ، يظهر طريق مسدود ، وهي طريقة لم تستطع أفضل عقول الكوكب العثور عليها لسنوات عديدة.
كان من المفترض أن يؤدي ظهور HAMR (التسجيل المغناطيسي المدعوم بالحرارة) إلى إحداث ثورة في الصناعة ، لكن تقنية التسجيل المغنطيسي الحراري كانت غير مربحة. مبدأ عملها هو تسخين سطح الألواح المغناطيسية محليًا إلى 450 درجة مئوية باستخدام الليزر ، مما يسمح لك بتقليل الإكراه مؤقتًا (قوة المجال المغناطيسي) ، ونتيجة لذلك ، تقليل المساحة المطلوبة لتسجيل 1 بت من المعلومات. في عملية تطوير التكنولوجيا ، واجه المهندسون مشكلة خطيرة: اتضح أنه من المستحيل تقنيًا تركيز شعاع الليزر على منطقة أقل من 50 نانومتر (الحد الأدنى لقطر البقعة الحرارية حوالي 120 نانومتر) ، في حين أن دقة تحديد موضع رأس الكتابة تصل إلى 10 نانومتر.
ونتيجة لذلك ، كان لابد من تعقيد نظام HAMR بشكل كبير. في أحدث عينات من محركات الأقراص التي تستخدم مبدأ التسجيل المغنطيسي الحراري ، لا يقوم الليزر بإشعاع اللوحة المغناطيسية بشكل مباشر: يتم نقل الطاقة الحرارية من خلال محول بصري قريب المدى (NFT) ، والمكون الرئيسي لهوائي بلازمون مصنوع من الذهب. هذا الأخير قادر على إجراء ترددات بترتيب تيراهيرتز وتوليد ما يسمى "الموجة الواقفة" ، والتي تسمح لك بتحقيق حجم البقعة المطلوب.
أدى التعقيد المتزايد لتصميم رأس الكتابة إلى جانب استخدام الذهب إلى زيادة كبيرة في تكاليف الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك ، وجد أثناء الاختبارات أن هوائي البلازمون يتشوه بسرعة تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ولا يفي بمعايير الصناعة الحديثة للاعتمادية.
يعمل MAMR بشكل مختلف. تعتمد التقنية على مذبذب سبينتروني ، وهو مولد أغشية رقيقة متعدد الطبقات لحقل عالي التردد (20-40 جيجاهرتز) ينشأ بسبب استقطاب لفات الإلكترونات تحت تأثير التيار المباشر. يقوم المولد "بضخ" المجال المغناطيسي ، والذي يمكن من خلاله تقليل تكاليف الطاقة اللازمة بشكل كبير لتغيير ناقل المغنطة لجزء من طبقة التسجيل إلى عكس ذلك.
بالاقتران مع استخدام عملية تصنيع الدمشقي لرؤوس التسجيل ، والتي يمكن أن توفر تحكمًا دقيقًا في شكل وحجم القطب ، وكذلك من خلال استخدام محرك صغير متعدد المراحل ، تم تقليل حجم الحبوب من 8-12 نانومتر إلى سجل 4 نانومتر وزيادة كثافة التسجيل بشكل ملحوظ - حتى 4 تيرابت لكل بوصة مربعة في المستقبل ، سيؤدي هذا إلى إنشاء محركات أقراص ثابتة مقاس 3.5 بوصة بسعة تصل إلى 40 تيرابايت ، أي ما يقرب من أربعة أضعاف حجم الموديلات الحديثة! علاوة على ذلك ، لا يؤثر الانتقال إلى MAMR على موثوقية محرك الأقراص بأي شكل من الأشكال ، حيث أن المذبذب المغزلي لا يتعرض لدرجات حرارة عالية.
فائدة رئيسية أخرى لـ MAMR هي توافقها الكامل مع تقنية HelioSeal ، التي تتعارض مع HAMR. نظرًا لأن الموصلية الحرارية للهليوم أكبر من الهواء ، فإن وسط الغاز سوف يسخن بسرعة كبيرة أثناء عملية التسجيل ، مما يعني أن الضغط داخل القرص نفسه سيزداد. بعد ذلك ، ستزداد قوة مقاومة دوران الألواح المغناطيسية أيضًا ، أي أنه سيلزم محرك أكثر قوة لتدوير المغزل. في المقابل ، بسبب حقيقة أن الأجهزة نفسها ستصبح أكثر سخونة ، فإن تكلفة تكييف مركز البيانات ستزداد ، مما يجعل الاستخدام الجماعي لمحركات المغنطيسية الحرارية أكثر إثارة للشكوك. في حالة MAMR ، لا توجد مثل هذه المشاكل: التحول إلى محركات الأقراص الجديدة لن يتطلب من مالكي مراكز البيانات ترقية نظام التبريد ولن يؤثر على فواتير الكهرباء.