Технология хранения данных на жестких дисках стремительно развивается. За привычной всем перпендикулярной магнитной записью (PMR) последовали черепицеобразная магнитная запись (SMR) и термоассистируемая магнитная запись (HAMR). Следующим шагом может стать использование многослойных носителей HAMR, позволяющих вертикально размещать биты – строительные блоки наших цифровых данных.
Компания Seagate недавно представила платформу хранения данных Mozaic 3+, использующую технологию HAMR для жестких дисков емкостью 30 ТБ. Вместе с Sony компания-разработчик ведет работу над новыми записывающими головками HAMR, призванными удовлетворить растущие потребности технологической индустрии в хранении данных. В ближайшем будущем Seagate может выйти на неизведанную территорию – разработку двухслойных магнитных носителей для своей продукции HAMR.
Многослойные HAMR-диски
Исследователи из Seagate, NIMS и Университета Тохоку недавно опубликовали в журнале Acta Materialia статью с новаторским подходом к хранению данных на HAMR с использованием многослойной конфигурации. Записывая биты на нескольких слоях одного и того же носителя, головка HAMR следующего поколения сможет достичь рекордной плотности записи, потенциально обеспечивая емкость жесткого диска в 60 ТБ или даже 120 ТБ.
Исследование подчеркивает значительный рост объема больших данных, вызванный переходом от Индустрии 4.0 к Индустрии 5.0, что приводит к повышенному спросу на хранение данных. Жесткие диски по-прежнему играют важнейшую роль в отрасли как основные устройства хранения данных в дата-центрах. С ростом популярности больших языковых моделей, чат-ботов с искусственным интеллектом и требовательных к данным алгоритмов машинного обучения, спрос на хранение данных в ближайшие годы, как ожидается, резко возрастет.
Многоуровневая запись – не новинка в сфере хранения данных. Оптические диски, такие как Blu-ray и UltraHD Blu-ray, могут содержать два, три или даже четыре слоя для размещения большого объема данных на одном диске. Аналогичным образом, ячейки памяти NAND flash в твердотельных накопителях (SSD) способны хранить более одного бита в том же вертикальном пространстве. Хотя многослойные магнитные носители уже предлагались ранее, практичных решений на потребительском рынке пока не появилось.
Решение, предложенное в новом исследовании, подразумевает использование двух наногранулярных пленок FePt-C, разделенных «разрывным» слоем Ru-C с кубической кристаллической структурой. Изменяя магнитные поля и температурные режимы, применяемые головками HAMR, можно добиться надежного хранения разных битов в одном и том же вертикальном пространстве на двух пленках FePt-C PMR.
Исследователи проверили свою идею с помощью магнитных измерений и моделирования термоассистируемой магнитной записи, доказав, что двухслойные носители могут эффективно работать внутри корпуса жесткого диска. Более того, многослойные носители могут открыть путь к 3-уровневой или даже 4-уровневой магнитной записи на одном и том же пластине.
