Новая технология HDMR от WD позволит создавать рекордные диски емкостью более 100 ТБ

Western Digital собирается представить свои первые жесткие диски с технологией магнитной записи с использованием нагрева (HAMR), и около 2030 года эта технология позволит компании создавать жесткие диски емкостью 80–100 ТБ. В этот момент гранулированные носители на основе FePt начнут достигать своих пределов с точки зрения плотности записи. Но Western Digital уже работает над следующим шагом для своих жестких дисков: технологией магнитной записи с использованием нагревательных точек (HDMR).

HDMR — это технология записи следующего поколения, которая включает в себя запись с использованием нагрева и носители с битовым шаблоном (BPM), которые обещают достичь плотности записи около 8 Тб/дюйм^2 и более ( по данным Seagate ) и сделать возможными 10-пластинные HDD с емкостью 120 ТБ или выше. Эта технология, как ожидается, будет довольно дорогой, поскольку диски с битовым шаблоном должны быть физически шаблонизированы с использованием литографического или травильного оборудования в чистых помещениях. Давайте поговорим об этой разработке более подробно.

(Изображение предоставлено: Western Digital)

Все современные жесткие диски используют пластины с гранулированным магнитным покрытием. В таких носителях зерна немного различаются по размеру, форме и точному позиционированию, что вносит шум и помехи и ограничивает плотность упаковки битов (и дорожек). Для надежного считывания дорожек производители жестких дисков используют специально разработанные двумерные (2D) считывающие головки, которые состоят из двух считывающих головок. Диски, используемые в 10-пластинных 24-ТБ HDD Western Digital с обычной магнитной записью и ePMR 2, имеют плотность записи около 1,2 ТБ/дюйм^2. Жесткий диск Seagate с 10 пластинами емкостью 30 ТБ, использующий HAMR и FePt-носитель, имеет плотность записи около 1,5 ТБ/дюйм^2. Seagate считает, что гранулированный FePt (или другой высокоанизотропный носитель) позволит отрасли достичь плотности записи 4 ТБ/дюйм^2 или, возможно, даже 6 ТБ/дюйм^2.

При плотности около 5 Тб/дюйм^2 станет сложнее не только надежно считывать гранулярные носители, но и записывать на них данные, что подтолкнет отрасль к переходу на упорядоченно-гранулярные (OG) носители, включающие в себя шаблонизацию в одном измерении (согласно Seagate). Ожидается, что OG-носители будут иметь зерна одинакового размера, размещенные с точными, повторяющимися интервалами. Это позволит записывающей головке формировать биты данных с более узкими границами и меньшим шумом. OG-носители потребуют новых магнитных покрытий, но их преимущества будут значительными — с однородными зернами магнитные свойства становятся более предсказуемыми, что снижает колебания производительности записи/чтения.

Однако ожидается, что упорядоченно-зернистые носители будут поддерживать плотность записи примерно до 7 Тб/дюйм^2. Чтобы достичь 8 Тб/дюйм^2, понадобятся носители с битовым шаблоном, которые физически разрезают диск на изолированные биты с помощью литографии или других процессов. BPM представляет собой более радикальный сдвиг в производстве и влечет за собой значительные производственные затраты.

Объединение физической изоляции битов (от BPM) с записью с помощью энергии (от HAMR) в HDMR может значительно вывести плотность записи за пределы того, чего может достичь любой из подходов в отдельности. Это может объяснить, почему Seagate не раскрывает свои ожидания по плотности записи для этой технологии. Однако BPM требует сложного процесса формирования рисунка (например, наноимпринт-литографии, электронно-лучевой литографии или высокотехнологичного травления), что является дорогостоящим. Кроме того, локальный нагрев должен быть чрезвычайно точным — слишком много тепла влияет на соседние точки, а слишком мало приводит к сбоям записи — поэтому необходимо разработать новые типы лазеров.

Учитывая все сложности, связанные с HDMR, эта технология не появится на рынке в ближайшее время. Western Digital ожидает, что она появится где-то в следующем десятилетии, и тогда она позволит выпускать жесткие диски емкостью значительно более 100 ТБ. Интересно, что в последней версии дорожной карты Western Digital больше не упоминаются упорядоченные гранулярные носители, в отличие от версии 2022 года . Возможно, что на этот раз компания намерена перейти непосредственно к технологии, которая обеспечивает наилучшие результаты.