Até 2025, a quantidade global de dados armazenados chegará a 163 zettabytes - analistas da empresa de consultoria International Data Corporation (IDC) chegaram a essa conclusão em seu relatório "The Data Age 2025". Para comparação, em 2016 esse número era de apenas 16 zettabytes - portanto, obteremos um aumento quase dez vezes maior na quantidade de informações armazenadas.
Isso não é de forma alguma a falha em jogos de vídeo ou computador 4K com peso de 100 GB ou mais: um crescimento tão rápido está associado ao aumento do interesse comercial no Big Data. Em um esforço para prever o comportamento de clientes em potencial e entender melhor o público-alvo, as grandes empresas registram literalmente todas as ações realizadas por uma pessoa na web global. A situação é agravada por áreas promissoras como aprendizado de máquina e Internet das coisas: bilhões de dispositivos a cada segundo geram uma quantidade enorme de informações, e as redes neurais exigem cada vez mais informações para análise e processamento.
Esses fatores determinam a demanda por unidades mais espaçosas, mas é possível, em princípio, satisfazer as necessidades do mercado moderno? Afirmamos - sim, com o advento do MAMR, nada é impossível! Especialmente para quem não tem tempo para ler materiais volumosos, preparamos um pequeno vídeo que destaca as principais vantagens das unidades fabricadas com a tecnologia MAMR.
Se você quiser conhecer os “detalhes sujos”, seja bem-vindo ao corte!
Quando se trata de aumentar a densidade do armazenamento de dados, o chamado "trilema de registro magnético" entra em jogo. Um aumento na densidade de gravação implica uma diminuição nas dimensões físicas do domínio magnético - a parte da placa na qual 1 bit de informação é armazenado. O problema é que, quanto menor o tamanho do grão, mais rápida ocorre a sua desmagnetização: as informações armazenadas são distorcidas ou podem ser completamente perdidas devido ao movimento térmico de partículas elementares.
Este problema pode ser resolvido usando materiais magnéticos duros, caracterizados por altos valores de força coercitiva. No entanto, quanto menor o domínio, menor deverá ser o cabeçote de gravação, que, como resultado, não poderá gerar um campo magnético com uma força suficiente para registrar informações. Assim, surge um impasse, uma maneira pela qual as melhores mentes do planeta não puderam encontrar por muitos anos.
O advento da HAMR (Gravação Magnética Assistida por Calor) deveria revolucionar a indústria, mas a tecnologia da gravação termomagnética não era lucrativa. O princípio de sua ação é aquecer localmente a superfície das placas magnéticas a 450 ° C usando um laser, o que permite reduzir temporariamente a coercividade (força do campo magnético) e, como resultado, reduzir a área necessária para registrar 1 bit de informação. No processo de desenvolvimento da tecnologia, os engenheiros enfrentaram um sério problema: descobriu-se que é tecnicamente impossível focalizar o feixe de laser na área inferior a 50 nm (o diâmetro mínimo do ponto térmico é de cerca de 120 nm), enquanto a precisão do posicionamento da cabeça de gravação atinge 10 nm.
Como resultado, o sistema HAMR teve que ser significativamente complicado. Nas amostras mais recentes de inversores que usam o princípio da gravação termomagnética, o laser não irradia diretamente a placa magnética: a energia térmica é transmitida através do transdutor óptico de campo próximo (NFT), cujo principal componente é uma antena de plasmon feita de ouro. Este último é capaz de conduzir frequências da ordem de terahertz e gerar a chamada "onda estacionária", que permite atingir o tamanho do ponto desejado.
A crescente complexidade do design da cabeça de escrita em combinação com o uso de ouro levou a um aumento significativo nos custos de produção. Além disso, durante os testes, verificou-se que a antena plasmônica se deforma rapidamente sob a influência de altas temperaturas e não atende aos padrões modernos de confiabilidade da indústria.
O MAMR funciona de maneira diferente. A tecnologia é baseada em um oscilador spintrônico, que é um gerador de filme fino multicamada de um campo de alta frequência (20-40 GHz) decorrente da polarização dos spins de elétrons sob a influência da corrente direta. O gerador “bombeia” o domínio magnético, devido ao qual é possível reduzir significativamente os custos de energia necessários para alterar o vetor de magnetização da parte da camada de gravação para o oposto.
Em combinação com o uso do processo de fabricação de damascos das cabeças de gravação, que pode fornecer um controle preciso da forma e tamanho do poste, bem como através do uso de um micro drive de vários estágios, o tamanho do grão foi reduzido de 8-12 nm para um recorde de 4 nm e aumentou significativamente a densidade de gravação - até 4 Tbit por polegada quadrada No futuro, isso criará HDDs de 3,5 polegadas com capacidade de até 40 TB, ou seja, quase quatro vezes o tamanho dos modelos modernos! Além disso, a transição para o MAMR não afeta a confiabilidade do inversor de forma alguma, uma vez que o oscilador spintrônico não é exposto a temperaturas extremas.
Outro grande benefício do MAMR é sua total compatibilidade com a tecnologia HelioSeal, que entra em conflito com o HAMR. Como a condutividade térmica do hélio é maior que a do ar, o meio gasoso aquece rapidamente durante o processo de gravação, o que significa que a pressão dentro do próprio disco aumentará. A seguir, a força de resistência à rotação das placas magnéticas também aumentará, ou seja, será necessário um acionamento mais poderoso para girar o eixo. Por sua vez, devido ao fato de os próprios dispositivos ficarem mais quentes, o custo do condicionamento do data center aumentará, o que torna o uso em massa de drives termomagnéticos ainda mais questionável. No caso da MAMR, não existem problemas: mudar para novas unidades não exigirá que os proprietários do data center atualizem o sistema de refrigeração e não afetará as contas de energia elétrica.