Блог компании МТС. Автор: @divolko3. За последние пару лет не раз и не два приходилось слышать мнение, что HDD вскоре уступят место твердотельным накопителям. Они становятся всё более ёмкими и быстрыми, а цена на них падает. Но всё не так просто, поскольку технологии в мире HDD тоже не стоят на месте, а продолжают развиваться. На днях стало известно о новом достижении разработчиков из Seagate и учёных из Университета Тохоку. Подробности — под катом.

Чего удалось добиться в технологии записи данных?

Объединённая команда из Национального института материаловедения (NIMS), компании Seagate Technology и Университета Тохоку провела успешный эксперимент по многоуровневой записи данных с применением трёхмерной магнитной «упаковки информации». В эксперименте использовался подогрев пластин, что в целом новинкой не является, но в сочетании с другими методами он даёт возможность увеличить ёмкость HDD до 60 ТБ уже сейчас. Вполне может быть, что через несколько лет появятся и жёсткие диски ёмкостью 120 ТБ. Так что HDD рано отправлять «на пенсию», этот вид накопителей явно станет развиваться в ближайшем обозримом будущем.

Концепция многоуровневой магнитной записи для жёстких дисков существует уже некоторое время, но её практическое применение сдерживается отсутствием подходящих веществ, способных хранить данные на различных уровнях. Исследователи решили эту проблему, создав новый тип покрытия, состоящего из двух наногранулированных железо-платиновых плёнок FePt-C, разделённых промежуточным слоем Ru-C с кубической кристаллической структурой. Это позволяет осуществлять раздельную запись на каждый слой в различных магнитных полях и температурах.

Регулируя мощность лазера и характеристики, конфигурацию магнитных полей во время процесса записи, на каждый из слоёв FePt можно записывать независимо, что потенциально удвоит плотность записи и ёмкость жёсткого диска без существенных изменений в материалах магнитных слоев. Исследователи говорят, что такие носители могут обеспечить плотность записи более 10 Тбит/дюйм², т. е. жёсткие диски с 10 пластинами и ёмкостью более 120 ТБ.

В ближайшем будущем команда проекта собирается разработать технологию для уменьшения размера зёрен покрытия пластин дисков, оптимизировать работу с магнитными полями, а также увеличить количество слоёв FePt-плёнки для создания структуры носителя данных, способного функционировать не только в лаборатории, но и в реальных условиях.

Технология HAMR — что это такое?

Понятно, что HAMR — аббревиатура, расшифровывается она как Heat-assisted magnetic recording («термомагнитная запись»). Технология позволяет достичь плотности записи в 2,32–7,75 Тбит/см². По словам американских техножурналистов, которые любят сравнения, всего на одном диске объёмом 37 ТБ можно будет записать в несжатом виде все материалы Библиотеки Конгресса США.

Суть технологии состоит в локальном нагревании лазером и перемагничивании в процессе записи поверхности пластин жёсткого диска. Встроенный в головку HDD лазер позволяет нагревать покрытие «блина» до 500 градусов Цельсия. Соответственно, нужный участок намагничивается даже относительно слабым магнитом для того, чтобы записать данные. Разработчики технологии сообщают, что при этом не меняются ни физические, ни химические свойства пластины. А вот ёмкость — да, её можно значительно увеличить, причём после охлаждения пластины данные не теряются, они считываются без особых проблем.

Сама технология далеко не новая, её разрабатывают в Seagate с 1998 года, этой работой занимается целое подразделение, которое получило название Seagate Research. В 2018 году, т. е. 5 лет назад, был выпущен первый жёсткий диск объёмом 16 ТБ, разработанный по технологии HAMR. И сейчас, как видим, она постепенно совершенствуется.

Что ещё?

Seagate продолжает создание новых, более совершенных HDD и с использованием других технологий. В частности, SMR и PMR, что даёт возможность выпускать HDD высокой ёмкости без необходимости нагревания пластины лазерами. Что касается SMR, то эту технологию называют «черепичной записью». Благодаря ей плотность записи на пластине составляет около 1 248 Гбит/дюйм².

При этом процессом записи можно управлять двумя способами. Первый — с задействованием контроллера диска. Второй — с использованием программного обеспечения системы, к которой накопитель подключён. HDD от Seagate относятся именно ко второму типу. Максимальный их объём — 24 ТБ, но вполне возможно, что в скором будущем появятся SMR HDD и большего объёма.

PMR — технология перпендикулярной магнитной записи, которая позволяет размещать данные на параллельных дорожках. Правда, диски, изготовленные по этой технологии, похоже, достигли технологического предела. Не так давно Seagate, выпустив HDD объёмом 24 ТБ, заявила, что для технологии PMR это почти максимум, так что дальнейшая работа в этом направлении смысла не имеет.

Насколько можно судить, в ближайшем будущем плотность записи данных на HDD будет расти, а ёмкость самих жёстких дисков — увеличиваться. Так что, вероятно, SSD ещё очень нескоро станут замещать HDD: возможности последних не исчерпаны.