Comment fonctionne le disque dur térabit par pouce carré de Seagate

Les disques durs magnétiques pourront bientôt stocker un térabit (un billion de bits) par pouce carré. Seagate a démontré cette densité de stockage historique en utilisant une nouvelle méthode d'enregistrement magnétique qui peut entasser 10 térabits, et peut-être même plus, sur chaque centimètre d'un disque standard de 3,5 pouces. Les disques fabriqués avec la technologie actuelle peuvent contenir environ 3 téraoctets.

La technologie, appelée enregistrement magnétique assisté par la chaleur, consiste à chauffer les régions magnétiques sur un disque qui contiennent des bits de données individuels, ce qui permet de rendre ces régions plus petites. Selon Seagate, la méthode promet de continuer à augmenter la densité de stockage et pourrait conduire à des disques durs de 60 téraoctets.

L'un des aspects les plus excitants de l'enregistrement magnétique assisté par la chaleur est qu'il n'en est qu'à ses balbutiements, déclare Ed Gage, technologue principal des chefs et des médias R&D chez Seagate. La société vise 2015 pour son premier produit commercial intégrant cette technologie.

Les disques durs d'aujourd'hui sont constitués d'alliages magnétiques cobalt-platine. Chaque bit est stocké sur une zone minuscule avec un champ magnétique pointant dans l'une des deux directions opposées, indiquant un chiffre binaire 1 ou 0. Plus ces zones magnétisées sont petites, plus la densité du disque est élevée. Lorsque les zones atteignent 25 nanomètres sur un côté carré (correspondant à 1 térabit par pouce carré), elles deviennent instables, ce qui signifie qu'une petite quantité de chaleur peut les faire inverser la direction de leur champ magnétique.

Des matériaux magnétiques plus stables, tels que des alliages fer-platine, sont disponibles, selon Mark Kryder , professeur de génie électrique et informatique à l'Université Carnegie Mellon et ancien directeur technique de Seagate. Cependant, écrire dessus nécessite des champs magnétiques beaucoup plus importants que ceux que peuvent produire les têtes d'enregistrement conventionnelles. Si, cependant, vous chauffez le matériau, des champs magnétiques plus petits fonctionneront. L'enregistrement assisté par la chaleur consiste donc à chauffer des disques fer-platine avec une courte impulsion laser lorsque la tête applique un champ magnétique pour écrire des données.

C'est exactement ce que Seagate a fait. Il y a trois ans, ils ont démontré une densité de 250 gigabits par pouce carré en utilisant cette technologie. Depuis lors, dit Gage, ils ont apporté des améliorations substantielles dans deux domaines : la tête d'enregistrement et le support fer-platine.

Le plus gros problème avec la nouvelle tête est qu'elle doit concentrer la lumière sur des spots de 25 nanomètres de large, ce qui est difficile avec les optiques conventionnelles à lentille. Seagate utilise donc un miroir parabolique qui focalise la lumière jusqu'au quart de sa longueur d'onde, créant des spots de 100 nanomètres. Pour resserrer encore plus cela, les chercheurs de Seagate utilisent une minuscule antenne en or qui collecte la lumière et la réémet à un point de 30 nanomètres. C'est une pièce d'or qui doit être façonnée de manière appropriée, dit Gage. Nous avons essayé un certain nombre de formes d'antennes différentes.

Le milieu fer-platine pose ses propres difficultés. Vous avez besoin d'un plateau lisse, d'une très bonne microstructure granulaire, dit Gage. Vous devez être capable de développer la bonne structure cristalline. De plus, dit-il, la chaleur se propage dans le matériau magnétique. Vous devez y construire des couches pour contrôler la façon dont la chaleur s'écoule latéralement et verticalement.

La démo de Seagate montre qu'ils ont surmonté ces défis d'ingénierie importants, dit Kryder. C'est une nouvelle passionnante.

À l'heure actuelle, Seagate utilise un laser externe pour éclairer le miroir parabolique. Mais Gage dit qu'ils ont déjà mis un laser dans une tête d'enregistrement.

Néanmoins, selon Gage, beaucoup plus de travail est nécessaire avant que Seagate ne commercialise un produit : assembler la tête, les supports magnétiques, les [circuits de contrôle électroniques] et le micrologiciel et les insérer dans un disque dur est un travail important.

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