Hard disk centinaia di volte più veloci con laser a 800 gradi

Hard disk centinaia di volte più veloci rispetto alle soluzioni odierne. Un team di scienziati internazionale - provenienti da Spagna, Svizzera, Ucraina, Russia, Giappone e Olanda - ha dimostrato una nuova tecnica di registrazione magnetica basata sul calore. Questa tecnologia potrebbe rivelarsi non solo rivoluzionaria sul fronte della capacità e delle prestazioni, ma benefica anche sotto il punto di vista energetico - uno degli aspetti che questi prodotti scontano rispetto agli SSD.

"Per secoli si è creduto che il calore potesse solo distruggere l'ordine magnetico. Abbiamo dimostrato con successo che può invece essere uno stimolo per registrare informazioni su un supporto magnetico", ha dichiarato il dottor Alexey Kimel della Radboud University Nijmegen (Olanda).

L'attuale tecnologia di registrazione magnetica usa il principio che il polo nord di un magnete è attratto dal polo sud di un altro e che di conseguenza i due si respingono. Finora si credeva che per registrare un bit d'informazione - invertendo i poli di un magnete - bisognasse applicare un campo magnetico esterno. Più forte è il campo applicato, più rapida è la registrazione del dato.

Variazioni deterministiche ripetute delle nanoisole. Inizialmente due nanoisole hanno un orientamento magnetico differente. Dopo l'applicazione di un impulso, cambia la direzione magnetica di entrambe le isole. Ripetendo il processo si può cambiare lo stato magnetico a proprio piacimento.

Il team di scienziati ha tuttavia dimostrato che le posizioni dei due poli di un magnete si possono invertire colpendo nanoisole ferromagnetiche, ricavate da una lega di ferro e gadolinio (una terra rara), con impulsi di calore ultrabrevi mediante un raggio laser (a 800 gradi e della durata di 60 femtosecondi cioè 0,00006 nanosecondi o 0,06 picosecondi).

In totale servono 5 picosecondi per far passare una nanoisola dallo stato 0 a quello 1 e viceversa. Oggi, invece, è richiesto un nanosecondo per cambiare il valore di una regione magnetica su un piatto di un hard disk. Grazie a questa tecnica l'incremento nella velocità di scrittura è incredibile, e secondo gli studiosi potrebbe raggiungere anche diversi terabyte al secondo.

Un altro interessante aspetto di questa tecnologia è che mentre i piatti attuali hanno una densità di circa 3 terabit per pollice quadrato, le nanoisole sono così piccole da consentire di archiviare 53 terabit per pollice quadrato. Anziché 1 terabyte per piatto, si parla di 15 terabyte, e quindi la possibilità di realizzare hard disk da almeno 45 TB.

Rappresentazione visiva dello switching magnetico ultraveloce indotto dal calore. Prima dell'impulso laser, i due componenti di materiale ferromagnetico sono allineati in modo anti-parallelo l'uno con l'altro. L'impulso laser da 60 femtosecondi scalda rapidamente il materiale e questo porta i due materiali ad allinearsi in parallelo.

I dati raccolti riguardano la capacità di scrittura, mentre non ci sono informazioni sulle letture. Al momento è probabile che le operazioni di lettura avvengano tramite microscopio a effetto tunnel, il che allontana ancora di più l'arrivo di questa promettente tecnologia sul mercato rispetto a qualsiasi ottimistica previsione.

Per rimanere con i piedi per terra, ricordiamo che nel concreto le aziende stanno vagliando due nuovi metodi di registrazione per lo sviluppo di hard disk sempre più capienti: il Bit Patterned Media (BPM) e l'heat-assisted magnetic recording (HAMR), per il quale TDK ha già realizzato una testina. 

Nell'agosto 2010 Hitachi, Seagate e WD hanno dato vita a una santa allenza per decidere la strada da imboccare. Poiché Hitachi passerà a breve sotto il controllo di WD, saranno i due principali attori del mercato a decidere il futuro del settore.