Enregistrement perpendiculaire - Perpendicular recording

L'enregistrement perpendiculaire (ou enregistrement magnétique perpendiculaire , PMR), également connu sous le nom d' enregistrement magnétique conventionnel (CMR), est une technologie d'enregistrement de données sur des supports magnétiques , en particulier des disques durs . Il a été prouvé pour la première fois avantageux en 1976 par Shun-ichi Iwasaki , alors professeur de l' Université de Tohoku au Japon, et mis en œuvre commercialement pour la première fois en 2005. La première démonstration standard de l'industrie montrant un avantage sans précédent du PMR par rapport à l'enregistrement magnétique longitudinal (LMR) à des dimensions nanométriques a été réalisé en 1998 au centre de recherche IBM Almaden en collaboration avec des chercheurs du Data Storage Systems Center (DSSC) - un centre de recherche en ingénierie (ERC) de la National Science Foundation (NSF) à l'Université Carnegie Mellon (CMU).

Avantages

L' enregistrement perpendiculaire peut fournir plus de trois fois la densité de stockage de l'enregistrement longitudinal traditionnel. En 1986, Maxell a annoncé une disquette utilisant l'enregistrement perpendiculaire qui pourrait stocker 100 ko par pouce (39 ko / cm). L’enregistrement perpendiculaire a ensuite été utilisé par Toshiba sur des disquettes de 3,5 pouces en 1989 pour permettre une capacité de 2,88 Mo (ED ou très haute densité), mais il n’a pas réussi sur le marché. Depuis 2005 environ, la technologie est utilisée pour le disque dur. disques durs. La technologie de disque dur avec enregistrement longitudinal a une limite estimée de 100 à 200 gigabits par pouce carré (16 à 31 Gb / cm 2 ) en raison de l' effet superparamagnétique , bien que cette estimation change constamment. L'enregistrement perpendiculaire est prévu pour permettre l'information jusqu'à environ 1 000 Gbit / in 2 (160 Gbit / cm 2 ). En août 2010, des disques d'une densité de 667 Gb / in 2 (103,4 Gb / cm 2 ) étaient disponibles dans le commerce. En 2016, la densité disponible dans le commerce était au moins 1300 Gb / in 2 (200 Gb / cm 2 ).

La technologie

Schéma d'enregistrement perpendiculaire. Notez comment le flux magnétique traverse la deuxième couche du plateau.

Le principal défi dans la conception de supports de stockage d'informations magnétiques est de conserver l'aimantation du support malgré les fluctuations thermiques causées par la limite superparamagnétique . Si l'énergie thermique est trop élevée, il peut y avoir suffisamment d'énergie pour inverser la magnétisation dans une région du milieu, détruisant les données qui y sont stockées. L'énergie nécessaire pour inverser la magnétisation d'une région magnétique est proportionnelle à la taille de la région magnétique et à la coercivité magnétique du matériau. Plus la région magnétique est grande et plus la coercivité magnétique du matériau est élevée , plus le milieu est stable. Ainsi, il existe une taille minimale pour une région magnétique à une température et une coercivité données. S'il est plus petit, il est susceptible d'être spontanément démagnétisé par les fluctuations thermiques locales. L'enregistrement perpendiculaire utilise des matériaux à coercitivité plus élevée car le champ d'écriture de la tête pénètre plus efficacement dans le support dans la géométrie perpendiculaire.

L'explication populaire de l'avantage de l'enregistrement perpendiculaire est qu'il permet d'obtenir des densités de stockage plus élevées en alignant les pôles des éléments magnétiques, qui représentent des bits, perpendiculairement à la surface du plateau de disque, comme le montre l'illustration. Dans cette explication pas tout à fait précise, l'alignement des bits de cette manière prend moins de surface de plateau que ce qui aurait été nécessaire s'ils avaient été placés longitudinalement. Cela signifie que les cellules peuvent être placées plus près les unes des autres sur le plateau, augmentant ainsi le nombre d'éléments magnétiques pouvant être stockés dans une zone donnée. La vraie image est un peu plus complexe, ayant à voir avec l'utilisation d'un matériau magnétiquement "plus fort" (coercivité plus élevée) comme support de stockage. Ceci est possible car dans un agencement perpendiculaire, le flux magnétique est guidé à travers une sous-couche magnétiquement douce (et relativement épaisse) sous les films de support magnétique dur (ce qui complique et épaissit considérablement la structure totale du disque). Cette sous-couche magnétiquement douce peut être effectivement considérée comme une partie de la tête d'écriture, rendant la tête d'écriture plus efficace, permettant ainsi de produire un gradient de champ d'écriture plus fort avec essentiellement les mêmes matériaux de tête que pour les têtes longitudinales, et permettant ainsi l'utilisation du support de stockage magnétique à coercivité supérieure. Un milieu de coercivité plus élevée est intrinsèquement plus stable thermiquement, car la stabilité est proportionnelle au produit du volume du bit (ou du grain magnétique) par la constante d'anisotropie uniaxiale K u , qui à son tour est plus élevée pour un matériau avec une coercivité magnétique plus élevée.

Implémentations

Vertimag Systems Corporation, fondée par le professeur Jack Judy de l'Université du Minnesota. En tant que collègue d'Iwasaki, il a créé les premiers lecteurs de disques, têtes et disques perpendiculaires en 1984. Des lecteurs de disquettes amovibles de 5 Mo ont été présentés aux principaux fabricants d'ordinateurs dans les PC IBM. Vertimag a cessé ses activités lors du crash du PC de 1985.

Toshiba a produit le premier lecteur de disque (1,8 ") disponible dans le commerce utilisant cette technologie en 2005. Peu de temps après, en janvier 2006, Seagate Technology a commencé à expédier son premier disque dur de 2,5 pouces (64 mm) de taille portable utilisant la technologie d'enregistrement perpendiculaire, le Seagate Momentus 5400.3 Seagate a également annoncé à l'époque que la majorité de ses périphériques de stockage sur disque dur utiliseraient la nouvelle technologie d'ici la fin de 2006.

En avril 2006, Seagate a commencé à expédier le premier disque dur d'enregistrement perpendiculaire de 3,5 pouces, le Cheetah 15K.5, avec jusqu'à 300 Go de stockage, fonctionnant à 15 000 tr / min et prétendant avoir des performances 30% supérieures à celles de ses prédécesseurs avec un débit de 73– 125 Mo/s .

En avril 2006, Seagate a annoncé le Barracuda 7200.10, une série de disques durs de 3,5 pouces (89 mm) utilisant un enregistrement perpendiculaire d'une capacité maximale de 750 Go. Les disques ont commencé à être expédiés fin avril 2006.

Hitachi a annoncé un Microdrive de 20 Go . Le premier lecteur d'ordinateur portable d'Hitachi (2,5 pouces) basé sur l'enregistrement perpendiculaire est devenu disponible à la mi-2006, avec une capacité maximale de 160 Go.

En juin 2006, Toshiba a annoncé un disque dur de 2,5 pouces (64 mm) d'une capacité de 200 Go dont la production de masse débutera en août, augmentant ainsi le niveau de capacité de stockage mobile.

En juillet 2006, Western Digital a annoncé la production en série de ses disques durs WD Scorpio 2,5 pouces (64 mm) utilisant la technologie d'enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR) conçue et fabriquée par WD pour atteindre une densité de 80 Go par plateau.

En août 2006, Fujitsu a étendu sa gamme de 2,5 pouces (64 mm) pour inclure des modèles SATA utilisant l'enregistrement perpendiculaire, offrant jusqu'à 160 Go de capacité.

En décembre 2006, Toshiba a déclaré que son nouveau disque dur à deux plateaux de 100 Go était basé sur l'enregistrement magnétique perpendiculaire (PMR) et avait été conçu dans le format «court» de 1,8 pouces.

En décembre 2006, Fujitsu a annoncé sa série MHX2300BT de disques durs de 2,5 pouces (64 mm), avec des capacités de 250 et 300 Go.

En janvier 2007, Hitachi a annoncé le premier disque dur de 1 téraoctet utilisant cette technologie, qu'ils ont ensuite livré en avril 2007.

En juillet 2008, Seagate Technology a annoncé un disque dur SATA de 1,5 téraoctet utilisant la technologie PMR.

En janvier 2009, Western Digital a annoncé le premier disque dur SATA de 2,0 téraoctets utilisant la technologie PMR.

En février 2009, Seagate Technology a annoncé le premier disque dur SATA de 2,0 téraoctets à 7 200 tr/min utilisant la technologie PMR avec un choix d'interface SATA 2 ou SAS 2.0.

Voir également

Les références

Liens externes