|
|||
|
|||
От винта! |
|||
Горяйнов / Ясников
"А не расскажете ли Вы о технологии "не-пришей-блину-магнит", которая, по неофициальным источникам, должна была появиться в жестких дисках вашей компании еще в начале года?" - спрашивает журналист. А ему в ответ: "К сожалению, мы не можем раскрыть эту информацию, так она может повредить третьим лицам". Сидишь и истекаешь мозгами, как инжир: на фиг, спрашивается, вся эта хренотень с интервью затевалась? Грызешь зубочистку, чешешь репу и думаешь, что же это за технология такая - "не-пришей-блину-магнит"? "Эфиоп, - говоришь в сердцах, - вашу растакую родственницу… Где же найти инфу?" И, потерев уже покрасневшие от шатания по интернету глазки, в очередной раз залезаешь на поисковик. Открываешь порой газету какую-нибудь, журнал, заходишь на сайт - а там опять что-то с винтами случилось положительное и технически совершенное. Технологии штампуют, как ириски, - то криворогую головку какую-нибудь сделают, то сковородку для изготовления блинов усовершенствуют. Ну а поскольку винчестер придумала компания IBM, да и технологическими изысками она балуется больше всех, давайте заглянем в светлое будущее на примере ее разработок. Для начала немного теории. Связь электрических и магнитных явлений, которую установил Эрстед, заинтересовала физиков прошлого столетия не меньше, чем связь президента США и Моники Левински интересовала современную общественность в совсем недавнем прошлом. И уже через каких-то одиннадцать лет человек, двумя годами позже сформулировавший законы Фарадея, открыл другое явление, на основе которого происходит считывание магнитной записи. Он установил, что в замкнутом проводе возникает электрический ток, когда рядом с ним включают или выключают электромагнит, то есть в те короткие моменты, когда напряженность поля электромагнита растет от нуля до некого уровня и, наоборот, падает с этого уровня до нуля. Установленный Фарадеем эффект был назван электромагнитной индукцией, ток, возникающий в проводе при изменении магнитного поля называют индукционным, поэтому и считывающие головки, принцип работы которых основан на этом эффекте, называют индуктивными. Если провод, использовавшийся в этих опытах, смотать в катушку, а в нее вставить стержень из ферромагнитного материала (сердечник), то наблюдаемый эффект усиливается. Усиление связано с тем, что сердечник сам намагничивается и его магнитное поле складывается с полем катушки (в случае записи) или с полем участка рабочей поверхности (в случае считывания). Насколько сильно сердечник усилит электромагнит, в основном, зависит от материала, из которого он сделан. Дело в том, что любой материал можно намагнитить только до определенного предела. Это свойство называют магнитным насыщением. Естественно, сердечники изготавливают из материалов, как можно меньше склонных к магнитному насыщению. Теперь, вооружившись знаниями об электромагнетизме, давайте рассмотрим устройство и принцип работы индуктивной головки. В общем, она представляет собой две катушки, намотанные на О-образный сердечник. Сердечник расположен очень близко к поверхности диска. В нем, с поверхности, обращенной к диску, "пропилен" микроскопической ширины и небольшой длины "магнитный зазор". Не вдаваясь в подробности, скажем, что зазор нужен для лучшего намагничивания поверхности, расположенной под сердечником. Кроме того, с другой стороны сердечника делают дополнительный (нерабочий) зазор. Такую головку можно использовать и для записи, и для считывания информации. Ну, это все начала, так сказать (развитие которых до наших дней вы можете посмотреть во врезке), а теперь посмотрим на то, во что это может вырасти. Усовершенствованные
магнитные тонкопленочные носители Смысл идеи заключается в том, что информация записывается на винчестер в так называемые битовые ячейки памяти. Это что касается логической стороны дела. С физической же стороны эти ячейки являются ничем иным, как зернами магнитного материала. В отличие от сельского хозяйства, где чем зерна больше - тем лучше, в технологиях все наоборот, и будущее именно за уменьшением этих частиц, то есть за появлением новых тонкопленочных носителей. Называются они так, потому что на поверхность "блинов" внутри винчестера частицы эти наносятся тонкой пленкой. И с их уменьшением пленка становится все тоньше, и тоньше, и тоньше, и тоньше, и тоньше. Частицы от этого на ту же площадь наносятся плотнее, из-за чего они ссорятся (как в коммуналке), начинают мешать друг другу, нервничают и впадают в депрессию (т. е. теряют магнитную стабильность). В качестве антидепрессантов будут выступать различные сплавы, доселе для таких целей не использовавшиеся, (именно разработкой таких сплавов сейчас и занимается IBM и ряд других компаний). В далеком будущем этот процесс должен прийти к тому, что информацию будут заносить не в зерна, а прямо в структуру материала, в узлы кристаллической решетки. И хотя до этого нам еще, по меркам развития компьютерной техники, далековато, все же разработки ведутся довольно быстрыми темпами, и в ближайшие 5-10 лет наверняка будут реализованы в каком-нибудь довольно дорогостоящем поначалу устройстве. Новая физика IBM предсказывает что уже в начале этого десятилетия плотность записи на винчестерах достигнет 100 Гбит/дюйм (квадратный, естественно), а скорость чтения и записи - 100 Мб/сек. Компания считает, что нынешние физические проблемы, например, суперпарамагнетизм и, как его следствие, суперпарамагнитный барьер, будут успешно решены (Seagate, кстати, давно уже гордится тем, что преодолела суперпарамагнитный барьер, но одно дело преодолеть барьер, а другое - что-то на этой основе сделать). Надо бы объяснить, что же это за суперпарамагнитный барьер. Опять все просто - это предел плотности записи в магнитных носителях при условии, что информация хранится в магнитных частицах на поверхности. Возникает такой предел вследствие увеличения плотности записи и суперпарамагнетизма, когда соседние частицы своими магнитными полями начинают мешать головке прочесть поле той частицы, которая сейчас нужна. Аналогично при записи: магнитная головка намагничивает не только ту частицу, которая нужна, но и смежные с ней. Однако IBM считает, что группа, занимающаяся именно физикой записи (Recording Physics Group) сможет забыть эти страшные слова за счет новейших великих физических свершений. Как у них это получится, пользователи увидят уже в ближайшее время. Но наряду с уменьшением зерен предполагается ввести иные, доселе невиданные технологии. Речь идет о многослойных носителях (подобно тому, как несколько слоев используются во флуоресцентных лазерных дисках FMD), многоступенчатых приводах головок и огромных (по сравнению с нынешними) блоках коррекции ошибок. Если все эти технологии
грамотно совместить и оптимально
применить, то можно добиться
невероятной плотности записи, куда
большей, чем 100 Гбит/дюйм (опять же
квадратный). Скорость перемагничивания ограничена скоростью работы формирователя сигналов записи, эффектом экранирования от вихревых потоков, порождаемых обоймой головок, и динамикой магнитных материалов. Вот над преодолением этих ограничений и будут думать, чтобы обеспечить нам светлое многогигабайтное будущее. А нам разбирать эти ужасные термины ни к чему, так что переходим к следующей главе. Взаимодействие головки и
диска
С помощью различных
механических, оптических и магнитных
преобразователей взаимосвязь головки с
диском и износ механизмов могут быть
изучены в широком диапазоне состояний
среды. А исследования в рамках иных
проектов приведут к использованию
материалов с улучшенными свойствами. Принципиально новые решения Кстати, за счет одной только микроскопии туннельного сканирования (scanning tunnelling microscopy, STM) можно добиться плотности записи в 1 эксабайт информации на квадратный дюйм. На изображении слева внизу два
точечных дефекта поверхности меди,
вызванные, по-видимому, атомами с
примесями. В результате дефекты
рассеивают электроны в форме волн.
Данные получены при помощи микроскопии
туннельного сканирования. Но если говорить о технологиях более практичных, которые можно применять при обычной комнатной температуре и столь же обычном атмосферном давлении, то стоит упомянуть микроскопию атомарного принуждения (или что-то в этом духе - atomic-force microscopy, AFM). Она позволит при самых обычных погодных условиях записывать и считывать информацию при плотности от 40 до 300 Гбит на квадратный дюйм. Эта технология заключается в чтении и записи при помощи острого тонкого иглоподобного устройства, смонтированного на микромеханическом кронштейне. То есть мы возвращаемся назад к патефону, электрофону и иным игольчатым представителям техники прошлого, только в сильно сокращенном масштабе. Данные записываются термомеханически, за счет нагревания иглы при контакте с пластиковой дисковой подложкой. Комбинация нагревания и давления иглы влечет за собой вдавливание в поверхность. Как это будет читаться, думаю, объяснять не надо. Той же иглой, при мониторинге движений кронштейна. Как раньше проигрывали записи на пластинках. В принципе, такие диски можно создавать и заводским промышленным способом (как CD), и это будет качественно новая замена современным дискам CD и DVD. Еще одна технология, которую непременно хотелось бы описать как альтернативу НЖМД - голографическая память. Она, в общем-то, более близка современной науке и технике, чем иные обсуждаемые здесь грядущие достижения. Смысл голографической записи в двух словах можно охарактеризовать так: хранение информации в толще носителя при записи и чтении светом. В голографических технологиях применяются светочувствительные носители. Несущий лазерный луч, в котором закодированы данные, пересекается с другим, когерентным (согласованным по времени) лазерным лучом в определенной точке носителя, которая может находиться не на поверхности, а в глубине. Получает дисковод данные при помощи одного из лучей, который возбуждает голографический носитель и заставляет его светиться. Этот свет и улавливается дисководом. Юзер, да пребудет с тобой
лазер! При физическом уменьшении
битовых ячеек в винчестерах обязательно
придет время, когда с точностью будут
проблемы, не решаемые традиционными
методами. Например, когда нужен короткий
импульс на отдельно взятом
микроскопически малом участке. Тут-то на
помощь и должен прийти лазер. Вот так!
Источник: http://www.computery.ru/upgrade/
|
|||
|
|||
Copyright © "Internet Zone", info@izcity.com | |||
Копирование и использование данных материалов разрешается только в случае указания на журнал "Internet Zone", как на источник получения информации. При этом во всех ссылках обязательно явное указание адреса вэб-сайта http://www.izcity.com/. При наличии у копируемого материала авторов и источника информации - их также нужно указывать, наряду со ссылкой на нас. |