Bis 2025 wird die weltweite Menge an gespeicherten Daten 163 Zettabyte erreichen - Analysten des Beratungsunternehmens International Data Corporation (IDC) kamen in ihrem Bericht „The Data Age 2025“ zu diesem Schluss. Zum Vergleich: 2016 waren es nur 16 Zettabyte - daher wird sich die Menge der gespeicherten Informationen fast verzehnfachen.
Dies ist keineswegs der Fehler bei 4K-Video- oder Computerspielen mit einem Gewicht von 100 GB oder mehr: Ein derart schnelles Wachstum ist mit einem erhöhten Interesse des Unternehmens an Big Data verbunden. Um das Verhalten potenzieller Kunden vorherzusagen und die Zielgruppe besser zu verstehen, zeichnen große Unternehmen buchstäblich jede Aktion auf, die von einer Person im globalen Web ausgeführt wird. Die Situation wird durch vielversprechende Bereiche wie maschinelles Lernen und das Internet der Dinge verschärft: Milliarden von Geräten erzeugen jede Sekunde eine große Menge an Informationen, und neuronale Netze benötigen immer mehr Informationen für Analyse und Verarbeitung.
Diese Faktoren bestimmen die Nachfrage nach größeren Antrieben. Ist es jedoch grundsätzlich möglich, die Anforderungen des modernen Marktes zu erfüllen? Wir bekräftigen - ja, mit dem Aufkommen von MAMR ist nichts unmöglich! Speziell für diejenigen, die keine Zeit haben, umfangreiche Materialien zu lesen, haben wir ein kurzes Video vorbereitet, in dem die Hauptvorteile von Laufwerken mit MAMR-Technologie hervorgehoben werden.
Wenn Sie die "schmutzigen Details" wissen wollen, können Sie gerne schneiden!
Wenn es darum geht, die Dichte der Datenspeicherung zu erhöhen, kommt das sogenannte „Magnet Record Trilemma“ ins Spiel. Eine Zunahme der Aufzeichnungsdichte impliziert eine Abnahme der physikalischen Abmessungen der magnetischen Domäne - des Teils der Platte, in dem 1 Bit Information gespeichert ist. Das Problem ist, dass je kleiner die Korngröße ist, desto schneller die Entmagnetisierung erfolgt: Die gespeicherten Informationen sind verzerrt oder können aufgrund der thermischen Bewegung von Elementarteilchen vollständig verloren gehen.
Dieses Problem kann durch Verwendung von hartmagnetischen Materialien gelöst werden, die durch hohe Koerzitivkraftwerte gekennzeichnet sind. Je kleiner die Domäne ist, desto kleiner sollte jedoch der Aufzeichnungskopf sein, der infolgedessen kein Magnetfeld mit einer Kraft erzeugen kann, die ausreicht, um Informationen aufzuzeichnen. So entsteht eine Sackgasse, aus der die besten Köpfe des Planeten viele Jahre lang keinen Weg finden konnten.
Das Aufkommen von HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) sollte die Branche revolutionieren, aber die Technologie der thermomagnetischen Aufzeichnung war unrentabel. Das Prinzip seiner Wirkung besteht darin, die Oberfläche der Magnetplatten mit einem Laser lokal auf 450 ° C zu erwärmen, wodurch Sie die Koerzitivkraft (Magnetfeldstärke) vorübergehend reduzieren und infolgedessen den für die Aufzeichnung von 1 Bit Information erforderlichen Bereich verringern können. Bei der Entwicklung der Technologie standen die Ingenieure vor einem ernsthaften Problem: Es stellte sich heraus, dass es technisch unmöglich ist, den Laserstrahl auf einen Bereich von weniger als 50 nm zu fokussieren (der minimale Durchmesser des thermischen Punkts beträgt etwa 120 nm), während die Genauigkeit der Positionierung des Schreibkopfs 10 nm erreicht.
Infolgedessen musste das HAMR-System erheblich kompliziert sein. In den neuesten Antriebsproben nach dem Prinzip der thermomagnetischen Aufzeichnung bestrahlt der Laser die Magnetplatte nicht direkt: Wärmeenergie wird über den optischen Nahfeldwandler (NFT) übertragen, dessen Hauptbestandteil eine Plasmonantenne aus Gold ist. Letzterer ist in der Lage, Frequenzen in der Größenordnung von Terahertz zu leiten und die sogenannte "stehende Welle" zu erzeugen, mit der Sie die gewünschte Punktgröße erreichen können.
Die zunehmende Komplexität des Designs des Schreibkopfes in Kombination mit der Verwendung von Gold hat zu einem deutlichen Anstieg der Produktionskosten geführt. Darüber hinaus wurde bei den Tests festgestellt, dass sich die Plasmonantenne unter dem Einfluss hoher Temperaturen schnell verformt und nicht den modernen Industriestandards für Zuverlässigkeit entspricht.
MAMR funktioniert anders. Die Technologie basiert auf einem spintronischen Oszillator, einem mehrschichtigen Dünnschichtgenerator mit einem Hochfrequenzfeld (20–40 GHz), das durch die Polarisation von Elektronenspins unter dem Einfluss von Gleichstrom entsteht. Der Generator "pumpt" die magnetische Domäne, wodurch es möglich ist, die Energiekosten, die erforderlich sind, um den Magnetisierungsvektor des Teils der Aufzeichnungsschicht in das Gegenteil zu ändern, signifikant zu reduzieren.
In Kombination mit der Verwendung des Damastherstellungsverfahrens für Aufzeichnungsköpfe, die eine präzise Steuerung der Form und Größe des Pols ermöglichen, sowie durch die Verwendung eines mehrstufigen Mikroantriebs wurde die Korngröße von 8-12 nm auf eine Aufzeichnung von 4 nm reduziert und die Aufzeichnungsdichte signifikant erhöht - bis zu 4 Tbit pro Quadratzoll In Zukunft werden dadurch 3,5-Zoll-Festplatten mit einer Kapazität von bis zu 40 TB erstellt, was fast der vierfachen Größe moderner Modelle entspricht! Darüber hinaus beeinträchtigt der Übergang zu MAMR die Zuverlässigkeit des Frequenzumrichters in keiner Weise, da der Spintronic-Oszillator keinen extremen Temperaturen ausgesetzt ist.
Ein weiterer großer Vorteil von MAMR ist die vollständige Kompatibilität mit der HelioSeal-Technologie, die im Widerspruch zu HAMR steht. Da die Wärmeleitfähigkeit von Helium größer ist als die von Luft, erwärmt sich das Gasmedium während des Aufzeichnungsprozesses ziemlich schnell, was bedeutet, dass der Druck in der Scheibe selbst zunimmt. Anschließend nimmt auch die Widerstandskraft gegen Rotation der Magnetplatten zu, dh es ist ein stärkerer Antrieb erforderlich, um die Spindel zu drehen. Aufgrund der Tatsache, dass die Geräte selbst heißer werden, steigen wiederum die Kosten für die Konditionierung des Rechenzentrums, was die Massenverwendung von thermomagnetischen Laufwerken noch zweifelhafter macht. Im Fall von MAMR gibt es keine derartigen Probleme: Für die Umstellung auf neue Laufwerke müssen die Eigentümer des Rechenzentrums das Kühlsystem nicht aktualisieren, und die Stromrechnungen werden nicht beeinflusst.