Накопители на жестких дисках способы записи информации

Принцип продольной записи:

Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая, проходя над поверхностью вращающегося диска, намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей - доменов.

Домен представляет собой макроскопическую область в магнитном кристалле, в которой ориентация вектора спонтанной однородной намагниченности или вектора антиферромагнетизма (при температуре ниже точки Кюри или Нееля соответственно) определенным образом повернута или сдвинута относительно направлений соответствующего вектора в соседних доменах.

При этом вектор намагниченности домена расположен продольно, то есть параллельно поверхности диска. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности.

Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см².

Принцип перпендикулярной записи:

При перпендикулярной записи на диск магнитные частицы располагаются под углом 90° к плоскости магнитного диска, что позволяет существенно снизить продольный размер магнитного домена (увеличив его высоту по сравнению с высотой домена при перпендикулярной записи) и тем самым увеличить плотность дорожек на диске с гарантированным различением соседних дорожек при считывании.

В этом случае домены, хранящие разные значения, меньше влияют друг на друга, потому что намагниченные частицы повернуты друг к другу разными полюсами, повышается их термальная стабильность, многократно увеличивается скорость чтения информации. Кроме того, данная технология обеспечивает возможность получения более высокой амплитуды и более коротких импульсов записывающего поля, отсутствие размагничивающих полей на битовых переходах, более высокой амплитуды сигнала при считывании.

Плотность записи у современных (на 2009 год) образцов - 400 Гбит на кв/дюйм (62 Гбит/см²).

Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.

Принцип тепловой магнитной записи:

Метод тепловой магнитной записи на данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». На рынке ЖД данного типа пока не представлены (на 2009 год), есть лишь экспериментальные образцы, плотность записи которых 150 Гбит/см². Разработка HAMR-технологий ведется уже довольно давно, однако эксперты до сих пор расходятся в оценках максимальной плотности записи. Так, компания Hitachi называет предел в 2, 3? 3, 1 Тбит/см², а представители Seagate Technology плотность записи HAMR-носителей до 7, 75 Тбит/см². Широкого распространения данной технологии следует ожидать в 2011-2012 годах.

Технология структурированного носителя:

Перспективная технология хранения данных на магнитном носителе, использующая для записи данных массив одинаковых магнитных ячеек, каждая из которых соответствует одному биту информации, в отличие от современных технологий магнитной записи, в которых бит информации записывается на нескольких магнитных доменах.

Технология структурированного носителя предлагает заменить магнитные домены одной крупной магнитной ячейкой. Достичь этого возможно с помощью соответствующего литографирования поверхности носителя, либо с помощью создания специальной структуры материала. Преимуществом такого подхода является уменьшения шумовых эффектов при переходе считывающей головки от одного магнитного домена к другому во время чтения данных, а также увеличение плотности записи. По оценке компании Toshiba, развитие технологий производства структурированных носителей позволят уменьшить размер каждой ячейки, хранящей один бит информации, до 10 нм.