Já em 2019, novos discos rígidos com a tecnologia MAMR devem ser lançados. Essa tecnologia aumentará a densidade de gravação em até 4Tbit por polegada quadrada, o que, em teoria, permitirá criar um HDD de 40TB.
O problema da gravação magnética perpendicular
Desde a criação do HDD, a densidade de gravação das unidades dobrou a cada ano e continuou até 2010, quando o crescimento na densidade de gravação começou a desacelerar. Isso se deve ao fato de que o registro magnético perpendicular (PMR) começou a se aproximar do seu limite teórico de 1 TB por polegada quadrada.
A limitação para PMR é devido à influência do efeito superparamagnético, quando uma diminuição nas dimensões físicas dos domínios magnéticos (um domínio magnético codifica 1 bit de informação) em uma substância ferromagnética com uma certa força coercitiva pode levar a uma mudança arbitrária no momento magnético de tais domínios. Em outras palavras, com domínios magnéticos suficientemente pequenos, esse disco pode arbitrariamente perder informações.
Existem duas maneiras de derrotar o efeito superparamagnético no HDD:
- Você pode aumentar o tamanho do domínio magnético (ou seja, o tamanho físico da cabeça de gravação), mas isso levará a uma diminuição na densidade de gravação e, portanto, a um volume total de armazenamento
- Você pode usar uma liga magnética com uma força coercitiva maior, mas precisará aumentar a energia de gravação, o que significa um aumento no tamanho da cabeça de gravação e, portanto, um aumento nos domínios magnéticos e uma diminuição na densidade de gravação. Então, pelo menos, deveria.
MAMR como uma solução para o problema
A certa altura, os engenheiros perceberam que, se um campo especial de uma certa frequência é aplicado a uma substância ferromagnética, muito menos energia pode ser gasta para alterar o momento magnético do domínio.
Assim, a tecnologia MAMR nasceu. MAMR significa Gravação Magnética Assistida por Microondas ou Gravação Magnética de Microondas.
MAMR funciona muito interessante.
O momento magnético nos ferromagnetos é fornecido pelos spins intrínsecos de partículas elementares nos átomos de uma substância. Quando os giros das partículas dentro do domínio magnético são "direcionados" para um lado, surge um momento magnético do domínio, que pode ser lido usando a cabeça de leitura. O momento magnético pode estar em um dos dois estados direcionados, devido a isso, as informações são registradas.
Uma parte importante da MAMR é o oscilador de torque de rotação (STO), ou "gerador de rotação de rotação". O próprio STO está localizado próximo à cabeça de gravação. Quando a corrente é aplicada ao STO, um campo eletromagnético circular é gerado com uma frequência de 20-40 GHz devido à polarização dos spins dos elétrons.
Sob a influência de tal campo, ocorre uma ressonância no ferro-ímã usado para MAMR, o que leva à precessão dos momentos magnéticos dos domínios nesse campo. De fato, o momento magnético se desvia de seu eixo e, para mudar sua direção (girar), a cabeça de gravação precisa de significativamente menos energia.
O trabalho visual da MAMR é apresentado nas figuras.
O drive inclui STO
Sob a influência do campo STO, o momento magnético inicia uma precessão e se desvia para o lado
O inversor fornece um pulso de corrente através da cabeça de gravação, o que causa uma mudança na direção do momento magnético no domínio.
O uso da tecnologia MAMR permite tomar substâncias ferromagnéticas com maior força coercitiva, o que significa que é possível reduzir o tamanho dos domínios magnéticos sem medo de causar um efeito superparamagnético. O gerador STO ajuda a reduzir o tamanho da cabeça de gravação (reduzindo a energia necessária no pulso de gravação), o que possibilita o registro de informações em domínios magnéticos menores e, portanto, aumenta a densidade de gravação.