Запись с энергетической поддержкой

Если повысить стабильность хранения, то можно снизить размер домена ниже порога, допускаемого сегодняшней технологией PMR. Для этого следует в момент записи передать в магнитную точку некоторую дополнительную энергию, временно понижающую коэрцитивную силу ферромагнетика. Энергия передается в момент записи, а затем коэрцитивная сила восстанавливается до исходного значения, обеспечивая более высокую стабильность. Такие решения получили название «запись с энергетической поддержкой» (Energy Assisted Magnetic Recording, EAMR). Сегодня известны две возможные реализации EAMR, одна — запись с разогревом при помощи лазерного луча (Heat Assisted Magnetic Recording, HAMR), другая — запись с воздействием высокочастотным излучением (Microwave Assisted Magnetic Recording, MAMR).

Рис. 2. Запись с энергетической поддержкой (метод HAMR)

Общие соображения о том, что подогрев улучшает запись, известны с 50-х годов, но только недавно появились миниатюрные лазеры, которые могут мгновенно разогреть поверхность носителя (рис. 2), понизив коэрцитивную силу ниже значения, позволяющего головке осуществить запись. Хотя сказанное звучит просто, реализация HAMR на практике связана с серьезными исследованиями, особенно в оптике ближнего поля (near field optics) и материаловедении, требующими разработки качественно новых головок, сочетающих в себе два инструмента: магнитный и оптический. Дальше всех в этом направлении продвинулась Seagate — возможно, через пару лет появятся ее первые готовые продукты на базе HAMR.

Первые работы по замене тепла на высокочастотное излучение начались несколько лет назад, и здесь лидирует компания Hitachi. В MAMR все примерно то же, что и в HAMR, за исключением способа воздействия на носитель — вместо оптики применяется излучение.

Черепичные диски

Технологии BPM и EAMR чрезвычайно наукоемки и требуют для своей реализации создания принципиально новых производств, поэтому ожидать их скорого и быстрого распространения сложно. К счастью, в дополнение к ним есть еще одна технология, образно названная черепичной, которая может обеспечить близкие по плотности показатели, не требуя радикальных технологических трансформаций. Однако черепичная запись не поддерживает полноценного прямого доступа к данным.

Рис. 3. Расположение треков в SRM

В SRM используются практически те же самые технологии магнитной записи, что и в PMR, — отличие в ином расположении треков на поверхности дисков (рис. 3). На всех существующих ныне дисках треки представляют собой концентрические окружности шириной w, разделенные промежутком g. В SRM же слои шириной w накладываются со сдвигом r. В результате виртуальная магнитная поверхность увеличивается за счет большей величины w и за счет большего числа слоев — следовательно, при равной плотности записи на ней можно разместить больше данных. Из нескольких треков, наложенных друг на друга, образуется своего рода супертрек. Очевидно, что рабочим участком, на котором работают головки чтения-записи для каждого трека, кроме самого верхнего в супертреке, является зона r. Достоинство технологии SRM в том, что она позволяет, работая только с областью r, записывать по всей ширине w, а недостатком является то, что запись ведется одновременно в сегменты всех треков, входящих в супертрек. В результате диск нельзя рассматривать как устройство с полноценным прямым доступом к данным — все его пространство хранения разделено на короткие последовательности с длиной, равной числу треков в супертреке. Для преодоления этого недостатка можно пойти примерно тем же путем, как во флэш-памяти, где блоки освобождаются перед записью с помощью ПО Flash Translation Layer. В SRM можно использовать аналогичное ПО Shingle Translation Layer или нечто подобное.

Двумерная запись

Качественно новым словом в развитии HDD может стать двумерная магнитная запись (Two-Dimensional Magnetic Recording, TDMR), отличающаяся принципиально новыми алгоритмами обработки сигналов, включая обнаружение и декодирование. Конечная задача состоит в хранении в одном домене одного бита, причем, в отличие от BPM, домены являются естественными и небольшими. То есть в TDMR ставится сложная задача — до полного физического предела использовать потенциальную возможность магнитного носителя хранить биты. Теоретически в такую память можно записать ровно столько битов, сколько имеется доменов, причем это не искусственно созданные крупные домены, как в BPM, а кристаллы намного меньшего размера. На пути к TDMR необходимо преодолеть массу сложностей. По замыслу это решение напоминает магнитную память на ферритовых ячейках с тем отличием, что размеры ячеек в миллионы раз меньше и расположены не в виде регулярной матрицы с прошивкой проводами, а случайным образом и не на одной поверхности. Здесь придется решить два рода проблем, одна из них физическая, другая математическая. Физическая состоит в том, как адресоваться к отдельно взятому домену, для этого потребуются двумерные датчики и двумерные кодеры/декодеры. Решение математической проблемы связано с созданием алгоритмов обработки двумерных сигналов, и здесь предлагается использовать диаграмму Вороного, названную по имени российского математика Георгия Вороного (1868—1908). (Если имеется множество из n различных точек плоскости, то диаграмма Вороного — это такое деление плоскости на n ячеек, по одной на каждую точку, при котором точка принадлежит ячейке, если расстояние от нее доточки плоскости ячейки меньше, чем расстояние до любой другой точкиплоскости. — Прим. ред.)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: