Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков | ВесьТоп создание и продвижение сайтов

Поддержка сайта

Высокие позиции в поисковой системе, на прямую зависят от развития вашего сайта.

Продвижение сайтов

Эффективность стратегий продвижения подтверждается сотрудничеством с крупными клиентами и отзывами о нашей работе.

Создание сайтов

Мы делаем сайты быстро, недорого и профессионально. От работы с нами, у вас останутся только положительные эмоции.

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

За последние 50 лет плотность записи на жесткий диск, показывающая объем данных, которые можно записать в одну и ту же область, увеличивалась в среднем на 40% в год. Но в последнее время этот показатель упал до 10%. Многие компании, работающие с такими устройствами хранения данных, очень хорошо осведомлены об этой проблеме, но только в прошлом году лидеры Seagate Technology и Western Digital, ведущие производители жестких дисков, публично предложили свои решения этой проблемы.

В октябре 2017 года Western Digital пообещала, что в 2019 году начнет поставки дисков с микроволновой магнитной записью (MAMR). Компания объявила о значительном прогрессе в освоении технологии микроволновой магнитной записи MAMR (микроволновая магнитная запись), которая позволит значительно увеличить емкость жестких дисков. В частности, в 2025 году калифорнийцы планируют выпустить дисковые носители вместимостью 40 ТВ. Но уже в 2020 году должны быть выпущены первые жесткие диски MAMR емкостью около 20 ТБ.

С другой стороны, еще в апреле прошлого года ведущий производитель жестких дисков компания Seagate Technology объявила об успешном завершении работы над первым в мире жестким диском на 16 ТБ. Новый 3,5-дюймовый жесткий диск является частью серии Exos Enterprise, предназначенной в первую очередь для корпоративных клиентов. Основной особенностью устройства является использование метода термомагнитной записи информации, известного под аббревиатурой HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording). Позже Seagate сообщила, что в 2020 году представит диски, использующие термомагнитную запись данных (HAMR).

А в 2023 году Seagate намерена начать производство жестких дисков емкостью 40 ТБ. Достигнута плотность записи 2 Тбит / с (ТБ на квадратный дюйм), которая будет продолжать расти. Ресурс считывающих головок достиг 2 петабайт на головку.

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

Даже если только одно решение от одной из этих двух компаний будет работать, оно изменит рынок жестких дисков с оборотом в 24 миллиарда долларов и станет десятилетним прорывом в области магнитной записи данных. Крупные компании, которым приходится хранить огромные объемы данных, также используют другие устройства хранения, но на данный момент жесткие диски по-прежнему являются лучшим выбором для создания корпоративных хранилищ. Жесткие диски — это что-то среднее между флеш-памятью и дешевыми магнитными лентами (да, стримеры все еще активно используются).

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

Seagate планирует представить жесткий диск емкостью 20 ТБ с использованием технологии HAMR в 2020 году. Western Digital передает в этом году диски MAMR, но емкостью 16 ТБ. Ожидается, что Western Digital быстро увеличит емкость своих дисков до 40 ТБ к 2025 году. Seagate также достигнет аналогичных параметров, но не указывает точную дату.

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

Обе компании начинают с одного и того же — с современных жестких дисков, характеризующихся несколькими ключевыми компонентами. Сам диск представляет собой тонкую металлическую пластину, покрытую особым магнитным материалом, состоящим из огромного количества отдельных зерен, каждая из которых намагничена в определенном направлении. Около десяти из этих зерен образуют кластер, в котором они намагничиваются в одном направлении и запоминают немного информации.

В жестком диске небольшой электродвигатель вращает диск со скоростью от 4000 до 11000 об / мин. И всего на 2 нанометра над диском находится магнитная головка, которую Seagate и Western Digital хотят радикально изменить, но по-другому. Магнитная головка создает собственное магнитное поле, которое используется для изменения ориентации магнитных зерен, чтобы записать соответственно 0 или 1. При чтении головка регистрирует изменения магнитного поля при прохождении через кластеры.

Со временем магнитные зерна становились все меньше и меньше, что позволяло записывать информацию на все меньшие и меньшие участки диска. Но для того, чтобы иметь возможность записать еще больше информации, зерна должны стать настолько маленькими, чтобы окружающая тепловая энергия начала менять направление намагничивания и, таким образом, данные терялись.

Уменьшение размера микрозерен: пять лет назад самые маленькие из них были 9,5 нанометров в диаметре (крайний слева). Сегодняшние жесткие диски с лучшей производительностью имеют микрозерна диаметром всего 7 нанометров (посередине). С помощью последних достижений диски будущего будут иметь микрозерна размером до 5,6 нанометров.

Чтобы предотвратить это стирание данных, производители начали использовать новые материалы, такие как сплавы железа и платины, для создания дисков с магнитно-жесткими доменами, которые не изменяются случайным образом и не теряют свое магнитное поле при комнатной температуре. К сожалению, эти изменения не позволяют использовать стандартные магнитные головки, поскольку они не способны генерировать достаточно сильное магнитное поле, чтобы изменить состояние кластера, а также сфокусироваться на такой небольшой площади.

Производство жестких дисков требует технологии для работы с новым типом магнитных кластеров. Над этим активно работают Seagate и Western Digital. И MAMR, и HAMR используют одну и ту же стратегию: обстрел магнитных кластеров энергией, которая временно позволяет изменить направление их намагниченности. Как только эта энергия рассеивается, кластеры восстанавливают свое сопротивление спонтанному изменению магнитного направления при комнатной температуре.

Seagate намеревается использовать лазерный луч, но он слишком сильно нагревает диск и изменяет магнитное направление соседних кластеров. Вот почему компании пришлось разработать технологию, позволяющую фокусировать энергию лазера на меньшей площади, чем длина волны светового луча.

Специалисты Seagate создали голову с инфракрасным лазером, часть света которого падает на миниатюрную металлическую пластину шириной всего 200 нанометров. Seagate называет эту пластину леденцом, потому что она имеет форму небольшой сферы с короткой «ручкой» на одной стороне.

Когда свет попадает на «леденец», на его поверхности генерируются поверхностные плазмоны, встречающиеся на поверхности большинства металлов. В поисках наименьшего сопротивления плазмоны попадают на «ручку леденца».

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

Попав на него, плазмоны растворяются на участке диска, как громоотвод. Этот электрический заряд нагревает соответствующий кластер, и за очень короткое время намагниченность кластера может быть изменена с помощью поля, создаваемого тонкой магнитной головкой, которая является частью структуры. После рассеивания дополнительной энергии кластер сохраняет стабильное магнитное состояние.

Такой подход очень хорошо помогал в первых тестах, но команда Seagate столкнулась с серьезной проблемой: ручка леденца на палочке постоянно таяла. Все работает всего несколько минут, после чего ручка плавится и остается только один миниатюрный золотой шарик, после чего диск приходит в негодность.

Плавление: на этой серии изображений показано плавление «ручки леденца на палочке» (также называемой датчиком ближнего поля) с помощью технологии HAMR.

Головку пришлось переработать: более точная фокусировка лазерного излучения на пластине, лучший отвод тепла от ручки леденца на палочке и использование новых материалов для ручки. На сегодняшний день головка HAMR легко записывает петабайты данных. Компания Seagate произвела более 50 000 таких дисков HAMR, просто чтобы усовершенствовать свои технологии.

Но некоторые клиенты склонны отказываться от покупки жестких дисков, использующих эту технологию, потому что опасаются долгосрочного воздействия тепла на накопитель.

Western Digital считает, что MAMR имеет такой же потенциал, как и HAMR. Это параллельный способ улучшить производительность новейших жестких дисков.

Благодаря технологии MAMR конструкция головы также сильно отличается от классической. В нем используется устройство, которое WD называет генератором крутящего момента, который может создавать как минимум два магнитных слоя. Первый слой состоит из электронов с поляризованным спином. Затем эти электроны проходят через второй слой, который настроен таким образом, что реализует противоположное магнитное выравнивание. Это взаимодействие создает колебания магнитных моментов электронов во втором слое. Этот процесс генерирует точно настроенное микроволновое поле. Это поле настроено на резонансную частоту магнитного материала, покрывающего пластину жесткого диска, в диапазоне от 15 до 20 ГГц. Именно это микроволновое поле нагревает небольшие кластеры магнитного слоя и способствует изменению их намагниченности.

# tdi_40_764 .td-doubleSlider-2 .td-item1 {background: url (https://i0.wp.com/www.kaldata.com/wp-content/uploads/2019/03/Lasers-vs.-Microwaves11. jpeg? resize = 80% 2C60&ssl = 1) 0 0 без повтора; } # tdi_40_764 .td-doubleSlider-2 .td-item2 {background: url (https://i2.wp.com/www.kaldata.com/wp-content/uploads/2019/03/Lasers-vs.-Microwaves12 .jpeg? resize = 80% 2C60&ssl = 1) 0 0 без повтора; } # tdi_40_764 .td-doubleSlider-2 .td-item3 {background: url (https://i2.wp.com/www.kaldata.com/wp-content/uploads/2019/03/Lasers-vs.-Microwaves13 .jpeg? resize = 80% 2C60&ssl = 1) 0 0 без повтора; }
Сравнение традиционных жестких дисков с HAMR и MAMR
1 из 3

Сравнение традиционных жестких дисков с HAMR и MAMR

Сравнение традиционных жестких дисков с HAMR и MAMR

Сравнение традиционных жестких дисков с HAMR и MAMR

Эксперты Western Digital утверждают, что MAMR в 50 раз надежнее HAMR. Но Seagate скептически относится к генератору крутящего момента, который не может создавать микроволновое поле на такой высокой частоте, и утверждает, что MAMR, скорее всего, является одноразовой технологией.

Но Western Digital не беспокоится и объявила, что ее генератор без проблем достигает 40 ГГц, а это значит, что в будущем компания сможет увеличить плотность информации на своих жестких дисках еще в 4-5 раз.

Более того, Western Digital добавляет, что она улучшила свои технологии, используя новые методы, которые описывают нечто гораздо большее, чем «микроволновая печь». Компания заявила, что достигла результатов, намного превосходящих ее ожидания. Western Digital отказалась сообщить подробности и, вероятно, опубликует ее в научных журналах через год или два.

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

Официальное объявление Western Digital о коммерциализации технологии MAMR в октябре 2017 года вызвало бурную реакцию в штаб-квартире Seagate.

«Мы думали, что вполне возможно, что они смогут сделать жесткий диск, использующий технологию MAMR, и начать его продавать», — сказал Ян-Ульрих Тиле, старший директор по исследованиям и разработкам Seagate. «Но мы по-прежнему придерживаемся мнения, что в этом отношении мы движемся быстрее и будем первыми на рынке».

Чжан Ган Чжу, директор Центра хранения данных Университета Карнеги-Меллона, теоретические исследования которого лежат в основе технологии MAMR, считает, что MAMR серьезно отстает, потому что компания потратила всего 100 миллионов долларов на разработку технологии. HAMR уже выделено 2 миллиарда долларов. Не все согласны.

Микроволновые лазеры: ставка на 1 миллиард долларов в будущее жестких дисков

В конце концов, как бы ни спорили Seagate и Western Digital, они должны, прежде всего, убедить клиентов в работоспособности их технологии.

В настоящее время специалисты Seagate и Western Digital усиленно работают над улучшением технологий HAMR и MAMR, поскольку сроки приближаются. Придется как-то обеспечить надежное массовое производство этих жестких дисков по новым технологиям, но на тех же производственных линиях. Только после старта продаж мы узнаем, какая технология лучше. Это произойдет очень скоро, потому что нам осталось ждать еще год.

Читайте так же:
Not found

Нам доверяют

Интернет магазин