Dyski z terabitem na cal kwadratowy

W Nature Photonics ukazał się artykuł, którego autorzy proponują połączenie dwóch metod zapisu danych na dyskach twardych, dzięki czemu gęstość zapisu mogłaby wzrosnąć do 1 terabita na cal kwadratowy. Uczeni nie wykluczyli przy tym, że może ona wynieść nawet 10 Tb/in².

Specjaliści proponują połączenie metod wspomaganego ciepłem zapisu magnetycznego (TAR - thermally-assisted magnetic recording) oraz zapisu z wzorcem bitowym (BPR - bit-patterned recording). Obie technologie pozwalają na uniknięcie pojawienia się niekorzystnego zjawiska superparamagnetyzmu, które prowadzi do zniszczenia zbyt gęsto upakowanych danych.

TAR polega na podgrzaniu obszaru zapisu, wprowadzeniu danych i ochłodzeniu nośnika. Dzięki odpowiednio dobranej ilości ciepła, konstrukcji ośrodka magnetycznego oraz odległości pomiędzy poszczególnymi bitami nie dochodzi do superparamagnetyzmu. Dodatkową zaletą tej metody jest fakt, że na podgrzanym materiale szybciej zapisuje się dane.

Z kolei BPR wykorzystuje "magnetyczne wyspy" naniesione na dysk w czasie jego produkcji. Odpowiednia izolacja "wysp" zapobiega superparamagnetyzmowi.

Obie metody mają pewne wady. TAR potrzebuje specjalnego ziarnistego materiału, który jest w stanie przetrwać ciągłe podgrzewania i chłodzenie oraz wymaga precyzyjnej kontroli podgrzewanego obszaru. BPR wymaga użycia głowic, których wielkość pasuje do wielkości poszczególnych "wysp".

Połączenie obu technologii eliminuje te wady. Technologia BPR nie wymaga ziarnistego materiału, a TAR pozwala na podgrzanie konkretnych obszarów nośnika, przez co nie są potrzebne głowice o ściśle określonej wielkości. Dzięki współpracy BPR i TAR można uzyskać system, który gęsto upakowuje dane na tanim materiale, a zapis informacji nie zagraża zniszczeniem sąsiadujących bitów.

Wyprodukowane przez specjalistów prototypowe urządzenie łączące TAR z BPR wykorzystuje lasery, których światło kierowane jest przez światłowód do plazmonicznej anteny. Gdy jej dosięga, jest ono zmieniane na ładunek elektryczny. Antena ma kształt litery E. Górna i dolna poprzeczka służą jako uziemienie, a środkowa jest rodzajem piorunochronu kierującego ładunek na wybrany obszar nośnika danych. Wstępne badania wykazały, że gdy poprzeczka środkowa ma długość 20-25 nanometrów, a ścieżki na dysku dzieli odległość 24 nanometrów, możliwe jest zapisywanie danych na powierzchni 15 nanometrów bez naruszania danych sąsiadujących. Efektywność sygnału przekazywanego ze światłowodu do anteny wynosiła około 40%, zanotowano też niski odsetek błędów oraz prędkość zapisu rzędu 250 megabitów na sekundę.

Badacze z łatwością uzyskali gęstość zapisu rzędu 1 Tb/in² i wyliczyli, że teoretycznie może ona sięgnąć 10 Tb/in².

BPR TAR dysk twardy gęstość zapisu thermally-assisted magnetic recording bit-patterned recording