Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Перпендикулярная запись (или перпендикулярная магнитная запись , PMR), также известная как обычная магнитная запись (CMR), представляет собой технологию записи данных на магнитные носители , в частности на жесткие диски . Впервые преимущества этого метода были доказаны в 1976 году Сюн-ичи Ивасаки , в то время профессором Университета Тохоку в Японии, и впервые коммерческое использование было осуществлено в 2005 году. Первая демонстрация промышленного стандарта, демонстрирующая беспрецедентное преимущество PMR над продольной магнитной записью (LMR) в наноразмерных размерах. было сделано в 1998 году в исследовательском центре IBM Almaden Research Center в сотрудничестве с исследователямиЦентр систем хранения данных (DSSC) - Центр инженерных исследований (ERC) Национального научного фонда (NSF) при Университете Карнеги-Меллона (CMU). [1]

Преимущества [ править ]

Перпендикулярно запись может доставить более чем в три раза превышает плотность хранения традиционной продольной записи. [2] В 1986 году Макселл анонсировал дискету с перпендикулярной записью, которая могла хранить 100 кБ на дюйм (39 кБ / см). [3] Перпендикулярная запись была позже использована Toshiba на 3,5-дюймовых гибких дисках в 1989 году, чтобы обеспечить емкость 2,88 МБ (ED или сверхвысокая плотность), но им не удалось добиться успеха на рынке. Примерно с 2005 года технология вошла в использование для жестких дисков. Технология жестких дисков с продольной записью имеет расчетный предел от 100 до 200 гигабит на квадратный дюйм (от 16 до 31 Гб / см 2 ) из-засуперпарамагнитный эффект , хотя эта оценка постоянно меняется. Предполагается, что перпендикулярная запись обеспечит плотность информации примерно до 1000 Гбит / дюйм 2 (160 Гбит / см 2 ). [4] По состоянию на август 2010 года накопители с плотностью 667 Гб / дюйм 2 (103,4 Гб / см 2 ) были коммерчески доступны, и были продемонстрированы перпендикулярные записи 800–900 Гб / дюйм 2 (120–140 Гб / см 2). 2 ).

Технология [ править ]

Схема перпендикулярной записи. Обратите внимание на то, как магнитный поток проходит через второй слой диска.

Основная задача при разработке магнитных носителей информации - сохранить намагниченность среды, несмотря на тепловые флуктуации, вызванные суперпарамагнитным пределом . Если тепловая энергия слишком высока, может быть достаточно энергии, чтобы изменить намагниченность в области среды, уничтожая хранящиеся там данные. Энергия, необходимая для обращения намагничивания магнитной области, пропорциональна размеру магнитной области и магнитной коэрцитивности материала. Чем больше магнитная область, тем выше магнитная коэрцитивность.чем материал, тем более стабильна среда. Таким образом, существует минимальный размер магнитной области при данной температуре и коэрцитивной силе. Если он меньше, вероятно, он самопроизвольно размагнитится из-за местных тепловых флуктуаций. Для перпендикулярной записи используются материалы с более высокой коэрцитивной силой, поскольку поле записи головки более эффективно проникает в носитель в перпендикулярной геометрии.

Популярное объяснение преимущества перпендикулярной записи заключается в том, что она обеспечивает более высокую плотность хранения за счет выравнивания полюсов магнитных элементов, которые представляют биты, перпендикулярно поверхности диска, как показано на рисунке. В этом не совсем точном объяснении для выравнивания бит таким образом требуется меньшая площадь пластины, чем то, что потребовалось бы, если бы они были размещены продольно. Это означает, что ячейки можно размещать ближе друг к другу на пластине, увеличивая таким образом количество магнитных элементов, которые можно хранить в данной области. Истинная картина немного сложнее, так как она связана с использованием магнитно «более сильного» (с более высокой коэрцитивной силой) материала в качестве носителя информации.Это возможно, потому что в перпендикулярном расположении магнитный поток проходит через магнитно-мягкий (и относительно толстый) подслой под пленками жесткого магнитного носителя (значительно усложняя и утолщая всю структуру диска). Этот магнитно-мягкий нижний слой можно эффективно рассматривать как часть записывающей головки, что делает записывающую головку более эффективной, что позволяет создавать более сильный градиент поля записи с по существу теми же материалами, что и для продольных головок, и, следовательно, позволяет использовать магнитного носителя информации с более высокой коэрцитивной силой. Среда с более высокой коэрцитивной силой по своей сути термически более стабильна, поскольку стабильность пропорциональна произведению объема долота (или магнитного зерна) напоскольку стабильность пропорциональна произведению объема долота (или магнитного зерна) напоскольку стабильность пропорциональна произведению объема долота (или магнитного зерна) наделая пишущую головку более эффективной, что позволяет создавать более сильный градиент поля записи при по существу тех же материалах головки, что и для продольных головок, и, следовательно, позволяет использовать магнитный носитель информации с более высокой коэрцитивной силой. Среда с более высокой коэрцитивной силой по своей сути термически более стабильна, поскольку стабильность пропорциональна произведению объема долота (или магнитного зерна) наделая пишущую головку более эффективной, что позволяет создавать более сильный градиент поля записи при по существу тех же материалах головки, что и для продольных головок, и, следовательно, позволяет использовать магнитный носитель информации с более высокой коэрцитивной силой. Среда с более высокой коэрцитивной силой по своей сути термически более стабильна, поскольку стабильность пропорциональна произведению объема долота (или магнитного зерна) наконстанта одноосной анизотропии K u , которая, в свою очередь, выше для материала с более высокой магнитной коэрцитивной силой.

Реализации [ править ]

Корпорация Vertimag Systems, основанная профессором Джек Джуди из Университета Миннесоты. Как коллега Ивасаки, создал первые перпендикулярные дисководы, головки и диски в 1984 году. Съемные дисководы для гибких дисков емкостью 5 МБ были продемонстрированы в ПК IBM крупным производителям компьютеров. Vertimag обанкротилась во время краха ПК в 1985 году.

В 2005 году компания Toshiba выпустила первый коммерчески доступный дисковый накопитель (1,8 дюйма ), использующий эту технологию. [5] Вскоре после этого, в январе 2006 года, Seagate Technology начала поставки своего первого жесткого диска размером 2,5 дюйма (64 мм) для ноутбука, использующего технологию перпендикулярной записи, Seagate Momentus 5400.3 В то время компания Seagate также объявила, что к концу 2006 года большинство ее жестких дисков будут использовать новую технологию.

В апреле 2006 года Seagate начала поставки первого 3,5-дюймового перпендикулярного жесткого диска для записи, Cheetah 15K.5, с объемом памяти до 300 ГБ, работающим со скоростью 15 000 об / мин и утверждающим, что его производительность на 30% выше, чем у их предшественников со скоростью передачи данных 73– 125 Мбайт / с .

В апреле 2006 года Seagate анонсировала Barracuda 7200.10, серию 3,5-дюймовых (89 мм) жестких дисков с перпендикулярной записью и максимальной емкостью 750 ГБ. Поставка накопителей началась в конце апреля 2006 года.

Hitachi анонсировала Microdrive на 20 ГБ . Первый накопитель Hitachi для портативных компьютеров (2,5-дюймовый), основанный на перпендикулярной записи, стал доступен в середине 2006 г. и имел максимальную емкость 160 ГБ.

В июне 2006 года Toshiba объявила о выпуске 2,5-дюймового (64-мм) жесткого диска емкостью 200 ГБ, массовое производство которого начнется в августе, что фактически повысило стандарт емкости мобильных хранилищ.

В июле 2006 года Western Digital объявила о массовом производстве 2,5-дюймовых (64 мм) жестких дисков WD Scorpio с использованием разработанной и изготовленной WD технологии перпендикулярной магнитной записи (PMR) для достижения плотности 80 ГБ на пластину.

В августе 2006 года Fujitsu расширила линейку своих устройств с диагональю 2,5 дюйма (64 мм), включив в нее модели SATA с перпендикулярной записью и объемом до 160 ГБ.

В декабре 2006 года Toshiba заявила, что ее новый двухпластинный жесткий диск емкостью 100 ГБ основан на перпендикулярной магнитной записи (PMR) и был разработан в «коротком» 1,8-дюймовом форм-факторе. [6]

В декабре 2006 года Fujitsu анонсировала серию 2,5-дюймовых (64 мм) жестких дисков MHX2300BT емкостью 250 и 300 ГБ.

В январе 2007 года Hitachi анонсировала первый жесткий диск емкостью 1 терабайт [7], использующий эту технологию, который затем был поставлен в апреле 2007 года [8].

В июле 2008 года компания Seagate Technology объявила о выпуске жесткого диска SATA емкостью 1,5 терабайта с использованием технологии PMR.

В январе 2009 года Western Digital анонсировала первый жесткий диск SATA объемом 2,0 терабайта с использованием технологии PMR.

В феврале 2009 года компания Seagate Technology объявила о выпуске первого жесткого диска SATA емкостью 2 терабайта 7200 об / мин с использованием технологии PMR с возможностью выбора интерфейса SATA 2 или SAS 2.0.

См. Также [ править ]

  • Галька магнитная запись (SMR)
  • Обмен весенних СМИ
  • Магнитная запись с подогревом (HAMR)

Ссылки [ править ]

  • SN Piramanayagam, J. Appl. Phys. 102, 011301 (2007).
  1. ^ С. Хизроев, М. Крайдер, Ю. Икеда, К. Рубин, П. Арнетт, М. Бест, Д. А. Томпсон, «Записывающие головки с полосой пропускания дорожек, подходящей для плотности 100 Гбит / дюйм2», IEEE Trans. Magn., 35 (5), 2544–6 (1999) [1] Архивировано 14 декабря 2013 года в Wayback Machine.
  2. ↑ Мерритт, Рик (26 сентября 2005 г.). «Жесткие диски идут перпендикулярно» . EE Times .
  3. Перейти ↑ Bateman, Selby (март 1986). «Будущее массовой памяти» . ВЫЧИТАЙТЕ! . № 70. ВЫЧИТАЙТЕ! Публикации. п. 23 . Проверено 7 октября 2018 года .
  4. ^ "Hitachi News Release - Hitachi достигает вехи в области нанотехнологий, увеличив в четыре раза объем жесткого диска на терабайт" . Архивировано 28 апреля 2017 года . Проверено 20 февраля 2008 года .
  5. ^ «Первый жесткий диск с перпендикулярной записью - пресс-релиз Toshiba» . Архивировано 14 апреля 2009 года . Проверено 16 марта 2008 года .
  6. ^ "AppleInsider | Вкратце: Foxconn построит 1,5 млн MBP; привод iPod на 100 ГБ" . Архивировано 8 декабря 2006 года . Проверено 6 декабря 2006 года .
  7. ^ «Мир ПК - Hitachi представляет жесткий диск емкостью 1 терабайт» . Архивировано 12 января 2007 года . Проверено 10 января 2007 года .
  8. ^ «Hitachi получает свой одинарный терабайт Deskstar 7K1000 - Engadget» . Архивировано 17 сентября 2017 года . Проверено 8 сентября 2017 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Получить Нормаль» флэш анимации и песню объяснения перпендикулярной записи от Hitachi Research
  • Перпендикулярная магнитная запись (в твердом переплете) Сахрата Хизроева , Дмитрия Литвинова : ISBN 1-4020-2662-5