能量辅助磁记录将解决对容量的需求

随着能量辅助磁记录技术进入市场,新的区域密度增加

希捷的工程师们发表了三次演讲,内容涉及热辅助磁记录(HAMR)在今年夏天的TMRC 2020-磁性录音会议,在8月举行。

能源辅助磁记录(EAMR)是TMRC长期以来非常感兴趣的一个话题,该记录技术将用于硬盘驱动器,以提高数据容量,超过目前的标准PMR(垂直磁记录)技术。

EAMR技术包括HAMR和微波辅助磁记录(MAMR)。的高级存储技术协会(ASTC)的路线图显示了HAMR是下一代记录技术。

在活动中,斯蒂芬妮·赫尔南德斯博士使用微磁模型展示了传统HAMR至少可扩展到6.0 Tbpsi(每平方英寸tb)。Ali Ghoreyshi博士随后展示了使用新的写电流辅助百分比(WCAP)测量的经验数据,说明WCAP是比较头部和媒体设计的有用指标。Steve Granz博士报告了似乎是一个新的区域密度能力(ADC)记录使用ASTC标准;他的HAMR演示达到了2.77 Tbpsi。

EAMR将于何时首次部署?

行业将需要转向EAMR,以允许数据写入磁盘上的数据更多,数据密度更高。

在硬盘驱动器的盘片上,每个数据位存储在一组被称为颗粒的微小颗粒中。位的值由晶粒的磁性方向定义,指向一个方向或相反的方向,表示二进制数字1或0。为了在更小的表面积中容纳更多的数据,颗粒必须更紧密地堆积在一起,使其更小。但当颗粒太小时,它们在热上就不稳定了,因此数据位也不稳定。

EAMR驱动器使用的磁盘介质比今天的介质具有更稳定的磁性材料,因此写入的数据也变得更加稳定。但这也意味着,对于EAMR驱动器的写头来说,将位从1翻转到0也变得更加困难。即使在磁头上添加了场辅助装置(FAD)等临时技术(见下文关于FAD的更多内容),要在这种媒体上写入,也需要比传统记录磁头能产生的磁场大得多的磁场。

因此,EAMR驱动器使用另一个传感器,将能量导向介质表面,从而减少了写入比特所需的磁场量。

MAMR盘片使用今天的标准CoPt(钴铂合金)介质,重新设计使其更稳定。为了能够对这种更稳定的媒体进行写入,MAMR技术使用了一个附在记录头上的自旋转矩振荡器。它产生一个不加热介质的微波场;相反,微波导致磁性粒子“进动”,或像一个旋转的陀螺被推离平衡一样摇摆,使它们更容易被头部的磁场翻转。

同时,HAMR使用了一种新的,本质上更稳定的FePt(铁-铂合金)介质。使用传统的PMR或MAMR在FePt上书写是不可能的。相反,HAMR记录使用一个小的激光二极管连接到每个记录头。这种激光器发出的光聚焦在近场换能器(NFT)上,当头部施加磁场时,近场换能器会用短激光脉冲加热介质表面的一小块区域。这“软化”磁颗粒足以写入数据。根据ASTC,超高矫顽力小晶粒FePt是唯一适合在约30tb和更高范围驱动的介质。

在EAMR之前,FAD提供了一个权宜之计

在今年的TMRC上还讨论了现场辅助设备(FAD)的引入,一些驱动器制造商目前正在使用这一权当技术,他们已经使用该技术实现了18TB的容量,目的是在部署EAMR之前扩展PMR的实用性。(由于希捷在头部和媒体技术方面的持续领先地位,希捷能够使用标准PMR技术部署其18TB Exos驱动器,而我们在16TB PMR出货量方面处于领先地位。)

FAD技术使用额外的能量施加在写入头,以改善从写入头发出的磁场。这使得头部更有效地在媒体中从1到0翻转位元。

FAD和EAMR之间的一个关键区别是FAD改善了磁头的磁场,而EAMR由ASTC标准定义为直接向媒体提供能量,这使得写头的工作更容易。

内部分析表明,FAD作为PMR扩展提供了约5%的一次性区域密度增益。

HAMR出货启动未来的运力增长

目前还没有EAMR hdd在业内大量出货。第一批EAMR驱动器预计将于今年推出,希捷HAMR驱动器的容量将达到20TB。希捷最近展示了其20TB HAMR驱动器边界的会议

基于希捷在2020年实现的HAMR 20TB容量,以及目前的内部测试显示,区域密度继续按照计划增长,希捷预计其HAMR技术将以超过20%的复合年增长率提供区域密度增长能力。

2020 - 10 - 22 - t11:17:12 + 0

关于作者:

约翰•保尔森的
John Paulsen是“数据为善”的倡导者,在数据存储行业从业近20年。他帮助推出了许多行业第一,包括HAMR技术,10K-rpm和15K-rpm硬盘驱动器,专门为视频和游戏设计的驱动器,串行ATA驱动器,流体动态硬盘驱动器,60TB ssd,和MACH.2多驱动器技术。