Western Digital vuole aumentare enormemente la densità di archiviazione degli hard disk con una nuova tecnologia chiamata Microwave Assisted Magnetic Recording, in breve MAMR.
Oggi sono due le soluzioni alla base degli hard disk presenti sul mercato, la tecnologia PMR (Perpendicular Magnetic Recording) e la SMR (Shingled Magnetic Recording). Entrambe nei prossimi anni presteranno il fianco, impedendo ulteriori aumenti della capacità di archiviazione all'interno dei form factor tradizionali.
PMR, infatti, limita la densità a circa 1,1 terabit per pollice quadrato e SRM arriva a 1,4 terabit, valori a cui si raggiunge il cosiddetto "limite di scrittura", il punto nel quale la testina e il campo magnetico sono troppo piccoli per superare la soglia paramagnetica dei domini magnetici più piccoli.
Per anni i produttori hanno lavorato su una tecnologia più promettente per aumentare la densità dei piatti, chiamata Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR), che consisteva nello scaldare il piatto con un laser durante la scrittura. Difficoltà tecniche e costi troppo elevati hanno però portato Western Digital a desistere - almeno per il momento.
Cosa fare quindi? Intestardirsi su HAMR o scegliere un'altra soluzione? In casa WD hanno deciso di imboccare la seconda strada, optando per MAMR, una tecnologia al vaglio da quasi un decennio creata dal professor Jimmy Zhu della Carnegie Mellon University.
Come funziona? La risposta breve è che il cuore di tutto è uno "Spin Torque Oscillator" che genera un campo a microonde capace di aumentare nettamente la capacità di registrazione dei dati - si parla di oltre 4 terabit per pollice quadrato nel corso del tempo - senza sacrificare l'affidabilità. Questo permetterà di ottenere hard disk con capacità di 40 terabyte entro il 2025.
L'aspetto interessante è che i primi hard disk MAMR (ovviamente con capacità ben inferiori a 40 TB) arriveranno nelle mani di clienti selezionati già il prossimo anno sotto forma di sample, mentre un anno più tardi saranno acquistabili dalle realtà del settore datacenter.
Entrando maggiormente nel dettaglio, lo Spin Torque Oscillator opera a una frequenza sufficientemente alta (20-40 GHz) per adattarsi alla risonanza ferromagnetica del supporto. Questo crea una precessione del campo archiviato - come un giroscopio - e lo inclina attorno al suo asse verticale. La risonanza aggiunge l'ulteriore energia - oltre al campo di scrittura - che serve per portare il campo nella direzione desiderata.
Grazie agli effetti di risonanza, l'oscillatore può aumentare l'efficacia del campo di scrittura di 3-4 volte consumando solo un centesimo dell'energia rispetto a quella necessaria per generare il campo di scrittura. Questa riduzione della costante di smorzamento del supporto è quella che permette di avere domini magnetici più piccoli, quindi piatti a densità più alta.
Una delle cose migliori della nuova tecnologia è che si integra senza problemi con le altre soluzioni già usate da anni. Western Digital, ad esempio, sta realizzato da tre anni testine con un processo avanzato chiamato "damascene" che permette una precisione fisica maggiore nella forma della testina, cosa che aiuta a migliorare la densità.
Questo processo permette una più semplice integrazione dello Spin Torque Oscillator nell'assemblaggio della testina. Inoltre, salvo minimi cambiamenti, WD non dovrà modificare il progetto del resto dell'hard disk per accogliere la nuova tecnologia di registrazione.
L'azienda, infine, ha anche annunciato il passaggio da un attuatore "nested " - introdotto con gli HDD da 2TB nel 2009 - a un nuovo micro-attuatore che sposta il punto di articolazione molto più vicino alla testina, permettendo un tracking più preciso e ottenendo così un track pitch maggiore. Secondo WD c'è il potenziale per passare da 400 tracce per pollice fino a un milione combinando la nuova soluzione con MAMR e altri accorgimenti.
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