准磁记录技术MAMR:在不久的将来我们会期待什么?

到2025年,全球存储数据量将达到163 ZB-国际数据公司(IDC)咨询公司的分析师在其“数据时代2025”报告中得出了这一结论。 相比之下,2016年这个数字仅为16 ZB-因此,我们将获得的存储信息量几乎增加了十倍。

这绝不是100 GB或更大的4K视频或计算机游戏的故障:如此快速的增长与对大数据的商业兴趣增加有关。 为了预测潜在客户的行为并更好地了解目标受众,大型公司从字面上记录了某人在全球网络上执行的每项操作。 诸如机器学习和物联网等前景广阔的领域使这种情况更加恶化:每秒数十亿个设备生成大量信息,而神经网络需要越来越多的信息来进行分析和处理。

这些因素决定了对更大容量驱动器的需求,但原则上是否有可能满足现代市场的需求? 我们肯定-是的,随着MAMR的出现,没有什么是不可能的! 特别是对于那些没有时间阅读大量材料的人,我们准备了一个简短的视频,重点介绍了使用MAMR技术制造的驱动器的主要优点。


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当涉及到增加数据存储的密度时,所谓的“磁记录困境”就开始发挥作用。 记录密度的增加意味着磁畴的物理尺寸减小,磁畴是板中存储1位信息的部分。 问题在于,晶粒尺寸越小,退磁速度越快:由于基本粒子的热运动,存储的信息会失真或完全丢失。

通过使用具有高矫顽力值的硬磁性材料可以解决此问题。 但是,磁畴越小,记录头就应该越小,结果,磁头将无法产生足以记录信息的力的磁场。 因此,僵局出现了,这是多年来地球上最聪明的人找不到的出路。

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HAMR(热辅助磁记录)的出现原本是一场革命,但热磁记录技术却无济于事。 其作用原理是使用激光将磁性板的表面局部加热到450°C,这使您可以暂时降低矫顽力(磁场强度),从而减少记录1位信息所需的面积。 在开发该技术的过程中,工程师面临一个严重的问题:事实证明,在技术上不可能将激光束聚焦在小于50 nm的区域(热点的最小直径约为120 nm)上,而书写头的定位精度则达到10 nm。

结果,HAMR系统必须非常复杂。 在使用热磁记录原理的最新驱动器样本中,激光没有直接照射磁性板:热能通过近场光学传感器(NFT)传输,该传感器的主要成分是由金制成的等离激元天线。 后者能够传导太赫兹量级的频率并产生所谓的“驻波”,从而使您能够达到所需的光斑尺寸。

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与金的使用相结合的书写头的设计的日益增加的复杂性导致生产成本的显着增加。 此外,在测试过程中,发现等离激元天线在高温的影响下会迅速变形,并且不符合现代工业标准的可靠性。

MAMR的工作方式不同。 该技术基于自旋电子振荡器,它是由于直流电作用下电子自旋的极化而产生的高频(20–40 GHz)场的多层薄膜发生器。 发生器“抽吸”磁畴,因此可以显着降低将记录层部分的磁化矢量改变为相反方向所需的能量成本。

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结合使用大马士革制造工艺的记录头,能够精确控制磁极的形状和尺寸,以及使用多级微驱动器,晶粒尺寸从8-12 nm减小到创纪录的4 nm,并显着提高了记录密度-最高可达每单位4 Tbit平方英寸 将来,这将创建容量高达40 TB的3.5英寸硬盘,几乎是现代型号的四倍! 此外,由于自旋电子振荡器不会暴露在极端温度下,因此向MAMR的过渡不会以任何方式影响驱动器的可靠性。

MAMR的另一个主要优点是它与HelioSeal技术的完全兼容性,这与HAMR冲突。 由于氦气的导热系数大于空气的导热系数,因此气体介质在记录过程中将很快加热,这意味着磁盘本身内部的压力将增加。 随之,磁板旋转的阻力也将增加,也就是说,将需要更强大的驱动器来旋转主轴。 反过来,由于设备本身会变热,因此对数据中心进行调节的成本将增加,这使得热磁驱动器的大规模使用更加成问题。 对于MAMR,不会出现这样的问题:向新驱动器过渡不会要求数据中心所有者升级冷却系统,也不会影响电费。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN429278/


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