Memorizzazione magnetica: fino ad 1 terabit per pollice quadro grazie a nuove tecniche

Memorizzazione magnetica: fino ad 1 terabit per pollice quadro grazie a nuove tecniche

Un gruppo di ricercatori di Hitachi combina due tecniche di memorizzazione già conosciute per incrementare la densità di storage e contrastare l'effetto superparamagnetico

di Andrea Bai pubblicata il , alle 11:50 nel canale Storage
Quadro
 

Da qualche tempo gli hard disk tradizionali, basati su meccanismi di scrittura magnetica, hanno raggiunto il limite della densità di storage, ovvero della quantità di informazione che può essere stoccata su un'area di un pollice quadro.

La più recente evoluzione in questo campo è rappresentata dalle tecniche di perpendicular recording, venute alla ribalta nel corso del 2005, e che hanno permesso di arrivare ad una densità di storage di poche centinaia di gigabit per pollice quadro. La ricerca si sta ora muovendo, ma con pochi risultati tangibili, sul terreno dello storage olografico e su quello di particolari polimeri.

In una recente pubblicazione su Nature Photonics, un gruppo di ricercatori di Hitachi Global Storage Technologies ha descritto un approccio differente, che prevede la combinazione di due metodi di scrittura già conosciuti e che consentono di arrivare fino ad una densità di 1 terabit per pollice quadro, con la possibilità teorica di raggiungere fino a 10 terabit per pollice quadro.

Entrambi i metodi di scrittura rappresentano una strada per contrastare i problemi posti dal superparamagnetismo. I lettori più attenti all'ambito storage sapranno bene che via via che si cerca di compattare l'informazione magnetica su di una superficie si va incontro all'insorgenza dell'effetto superparamagnetico: la piccola quantità di calore generata dalla testina di scrittura potrebbe, in maniera del tutto casuale, variare la magnetizzazione delle aree adiacenti, con la conseguenza di modificare il valore dei bit in esse contenuti e di danneggiare, pertanto, l'informazione stoccata. Nella ricerca di maggiore densità di storage, l'effetto superparamagnetico rappresenta un problema ed un ostacolo con il quale i ricercatori devono necessariamente avere a che fare.

Heat-assisted magnetic recording (HAMR) è il primo dei due metodi preso in esame dai ricercatori. Si tratta di una tecnica già conosciuta e della quale abbiamo avuto modo di parlare in passato e prevede l'impiego di un laser abbinato alla testina di scrittura e di un media composto da particolari materiali che possono essere magnetizzati solamente a determinate temperature. Il laser riscalda una porzione molto piccola del media e la testina provvede a scrivere l'informazione. In questo modo, quando la zona scritta si raffredda, non può più variare il proprio magnetismo, conservando l'informazione e mantenendo lontano l'effetto superparamagnetico.

La tecnica denominata bit-patterned recording è invece il secondo metodo utilizzato dai ricercatori. In questo caso vengono utilizzati media sulla cui superficie sono stati litografati dei domini magnetici: ciascun dominio isola di fatto l'evento di scrittura, evitando che l'effetto superparamagnetico possa andare a influenzare lo stato dei bit circostanti.

I principali limiti delle due tecniche sopra descritte sono però rappresentate, da un lato, dalla necessità di una testina di scrittura di dimensioni specifiche corrispondenti a quelle dei domini magnetici e, dall'altro, dalla necessità di media di tipo small-grain per controllare controllare la dimensione dell'area riscaldata. Combinando opportunamente questi due metodi, è possibile superare i limiti realizzare un sistema di scrittura capace di limitare l'azione su piccole aree del media senza che quelle circostanti vengano inficiate dall'operazione di scrittura stessa: la presenza dei domini magnetici non rende più necessario l'impiego di media di tipo small-grain, mentre la scrittura HAMR assicura che solamente la porzione riscaldata possa essere magnetizzata, eliminando in questo caso la necessità di una testina di dimensioni specifiche.

I ricercatori hanno inoltre messo a punto un meccanismo che prevede l'impiego di una radiazione laser condotta, attraverso una guida d'onda, ad un'antenna plasmonica che si occupa di eseguire materialmente l'operazione di scrittura. Quando la radiazione laser raggiunge l'antenna, diventa una carica. L'antenna ha una sagoma ad "E", dove i due bracci esterni fungono da massa e quello mediano da una sorta di "parafulmine" in maniera tale che possa concentrare la carica in una piccola area.

Con un braccio mediano di circa 20-25 nanometri di lunghezza e tracce separate ad una distanza di 24 nanometri, i ricercatori sono stati capaci di scrivere su aree delle dimensioni di 15 nanometri di diametro senza andare ad influenzare l'informazione circostante. L'efficienza del segnale della guida d'onda all'antenna è stato registrato essere del 40%, ma il tasso d'errore complessivo si è dmostrato contenuto. Il sistema permette, per ora, operazioni di scrittura alla velocità di 250 megabit al secondo.

Come detto in apertura, questo procedimento ha reso possibile ottenere una densità di storage pari a 1 terabit per pollice quadro, con margini di sviluppo sino a 10 terabit per pollice quadro. Nel complesso i ricercatori hanno avuto modo di notare che la registrazione dei dati si è rivelata essere di elevata qualità e che i materiali e le tecniche impiegate permettono, almeno in linea teorica, un'implementazione non particolarmente ostica sui dispositivi hard-disk per come li conosciamo oggi.

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17 Commenti
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contezero111 Maggio 2010, 11:56 #1
Articolo interessante, vi segnalo una ripeizione nella frase:
"dalla necessità di media di tipo small-grain per controllare controllare"
Darkon11 Maggio 2010, 12:04 #2
Peccato che sti dischi con l'aumento della densità son diventati non altrettanto affidabili rispetto a quelli di un tempo che sicuramente erano più lenti e più piccoli ma potevi scaraventarli giù per le scale e continuavano a funzionare.

Adesso ogni 3x2 vedo gente che l'HDD di punto in bianco gli cede vuoi per l'elettronica, vuoi per danni irreparabili ai dischi o alla meccanica ma cedono. Il che è molto scocciante soprattutto per chi non ha le esigenze di avere un backup totale per i costi ma vorrebbe lo stesso un sistema affidabile che non gli frega tutti i dati così a caso.
stefanogiron11 Maggio 2010, 12:09 #3
...e meno male che l'era degli HD a piatti rotanti (stando ad alcuni) era oramai giunta al termine sostituita a breve dagli SSD.

Questi quì di HITACHI GST non hanno neanche per la testa di abbandonare la vecchia tecnologia e rincalzano alla grande.

Darkon11 Maggio 2010, 12:15 #4
@stefano: calma che tra il dire e il fare c'è di mezzo il mare... è tutto da vedere SE e quando quanto riportato nell'articolo arriverà sul mercato...

ormai non so quante volte ho letto articoli su tecnologie che promettevano cose super e poi mai viste sul mercato reale.
fpg_8711 Maggio 2010, 12:15 #5
se aumenterà lo spazio, e diminuiranno ancora i costi,gli Sdd dovranno fare altra strada x pareggiare i costi...
contezero111 Maggio 2010, 12:20 #6
Se una cosa conviene perchè abbandonarla? Ormai è chiaro che anche quando gli SSD saranno alla portata di tutti saranno (almeno per un bel po' di anni) affiancati dagli HD a piatti rotanti che con tutti i loro difetti ti danno molto spazio a poco prezzo. Ben vengano le nueve tecnologie e sopratutto la possibilità di scegliere in base alle proprie esigenze. Certo l'ideale sarebbe avere degli SSD da 1 tera che costano 50 euro, superveloci e che durano 10 anni....
gas7811 Maggio 2010, 12:21 #7
Originariamente inviato da: Darkon
Peccato che sti dischi con l'aumento della densità son diventati non altrettanto affidabili rispetto a quelli di un tempo che sicuramente erano più lenti e più piccoli ma potevi scaraventarli giù per le scale e continuavano a funzionare.

Adesso ogni 3x2 vedo gente che l'HDD di punto in bianco gli cede vuoi per l'elettronica, vuoi per danni irreparabili ai dischi o alla meccanica ma cedono. Il che è molto scocciante soprattutto per chi non ha le esigenze di avere un backup totale per i costi ma vorrebbe lo stesso un sistema affidabile che non gli frega tutti i dati così a caso.


Saro' fortunato io (sgrat sgrat), ma (a parte un disco caduto davvero per le scale ) non ho mai cotto nessun disco. Poi, certo, ho evitato con cura i maxtor di qualche anno fa e prendo solo dischi piu' che testati.. ma davvero non ho mai avuto problemi di sorta.
g.dragon11 Maggio 2010, 12:33 #8
in ogni caso l'era dei dischi rotanti è giunta al termine....
certo verranno sempre utilizzati x lo storage e x il back up...anche perche sono convinto che oggi la migliore soluzione si abbia con 2 ssd in raid 0 e un meccanico molto capiete appunto x lo storage e il back up dei file importanti..quando gli ssd arriveranno a "salvare" 6 gigabyte di dati(a prezzo umano) si potrà finalmente dire addio ai meccanici ma x quel momento ci vogliono x lo meno 7/10 anni
Darkon11 Maggio 2010, 12:35 #9
@gas78: Si hai avuto culo te lo assicuro.... a parte quelli di conoscenti che non sai mai cosa ci fanno posso dirti che a me un disco seagate a 1TB che fino al giorno prima funzionava perfettamente mi si è cotto così da solo....

E non ti dico l'elettronica o altro.... si è proprio sventrato internamente... una volta che ho appurato che era irrecuperabile l'ho smontato e ho visto che una testina aveva letteralmente "arato" un piatto.

Comunque a mio parere oggi come oggi una maggiore densità sui dischi a piatti rotanti è relativamente poco importante mentre un deciso aumento dell'affidabilità specie in certe realtà professionali sarebbe estremamente considerata. IMHO se poi con questi sistemi si può avere entrambi meglio ancora.
JackZR11 Maggio 2010, 13:47 #10
Ma concentrarsi sugli SSD, no eh?

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