Les gros et mauvais bourroirs d'IBM

Bob Fontana, membre de la recherche au Almaden Research Center d'IBM à San Jose, en Californie, ne plaisante qu'à moitié lorsqu'il dit que la Silicon Valley aurait dû s'appeler Iron Oxide Valley. Ou même Rust Valley. Car pour Fontana, c'est l'oxyde de fer - le matériau d'origine utilisé pour revêtir les disques durs qui stockent des bits d'information magnétiques - qui a alimenté la croissance de la Silicon Valley.

Bien sûr, il peut être un peu partial. IBM a inventé le lecteur de disque à San José en 1956, alors que cette partie du monde était plus connue pour ses vergers de cerisiers que pour ses parcs industriels. Depuis lors, les chercheurs d'Almaden ont battu à plusieurs reprises le record de la quantité de données pouvant être stockées sur un disque. Ils ont repris leurs vieux trucs en décembre dernier, lorsque Fontana et ses collègues ont pressé plus de 11 milliards de bits (gigabits) sur un seul pouce carré de matériau magnétique. Cela a plus que doublé le précédent record de 5 milliards de bits par pouce carré, établi dans le même laboratoire un an plus tôt. Combien font 11 milliards de bits ? Cela équivaut à peu près à 725 000 pages de texte à double interligne, ce qui s'empilerait plus haut qu'un immeuble de 18 étages. À tous égards, ce fut une grande réussite scientifique.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de juillet 1998

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Ce saut a eu un effet dramatique sur ce que les ordinateurs personnels peuvent faire. Ce sont ces disques durs de grande capacité qui ont permis aux utilisateurs d'ordinateurs de conserver de grandes quantités de logiciels extrêmement sophistiqués sur leurs machines, par exemple. De vastes disques durs ont également favorisé la transformation de l'informatique d'une activité textuelle en une activité remplie d'images et de sons. De plus, la gestion du projet de disque dur met en évidence un effort d'IBM pour recoupler la recherche fondamentale au développement de produits au service de l'innovation.

Les réalisations d'Almaden sont désormais si bien acceptées dans le monde de l'informatique que l'annonce en décembre d'un nouveau record n'a pas fait les gros titres. Même les concurrents ont haussé les épaules. Tout le monde dans le public disait, bien sûr, c'est ce que nous attendions d'entendre, déclare Gordon Knight, directeur technique de TeraStor, une startup de la Silicon Valley qui défend un type de technologie de stockage différent de celui d'IBM. Mais sous cette surface calme d'attentes comblées se cache une histoire surprenante.

Remplir un Temple de la renommée

Le monde n'a pas toujours été aussi nonchalant à propos des percées d'IBM. Après tout, le stockage magnétique était désormais censé être mort, remplacé par des dispositifs de stockage optique ou une autre technologie. Même IBM le pensait : en 1970, un chercheur d'IBM a publié un article prouvant que la technologie n'irait jamais au-delà de 200 mégabits par pouce carré.

Mais au lieu de croire les propres experts de l'entreprise, l'équipe d'Almaden a dépassé une limite prédite pour le stockage magnétique après l'autre. Ils ont découvert des solutions d'ingénierie pour ce qui était autrefois considéré comme des limites physiques strictes. En 1989, le laboratoire d'Almaden emballait 1 gigabit par pouce carré. Au cours des années suivantes, Almaden a fait monter la barre, démontrant des densités de 3, 5 et maintenant de 11,6 gigabits par pouce carré. Le marché a commencé à considérer comme acquis que les capacités de stockage magnétique doubleraient tous les 18 mois, suivant à peu près le même rythme fébrile défini par l'industrie des semi-conducteurs. La grande nouvelle sera le ralentissement d'IBM.

Parlez à Currie Munce, directeur des systèmes et de la technologie de stockage chez Almaden, et il se plaindra que les scientifiques du stockage magnétique sont les héros méconnus de l'ère de l'information. Comme tout le monde chez Almaden, Munce aime évangéliser le stockage : nous essayons de déplacer des objets mécaniquement sur une distance millimétrique en quelques millisecondes et de les amener à s'installer à quelques dixièmes de microns sur la bonne voie, dit-il. C'est de la grande science.

Une visite d'une pièce particulière d'Almaden montre à quel point IBM a parcouru la technologie. Accroché à un mur se trouve un seul plateau rouillé du disque original de 1956, fièrement affiché comme une rock star pourrait montrer un disque de platine. En 1956, les lecteurs de disque d'IBM étaient des boîtes de la taille d'un réfrigérateur qui contenaient à peine 5 mégaoctets, sur 24 plateaux, chacun de 2 pieds de large. Aujourd'hui, la société propose un lecteur PC standard pouvant contenir plus de 16 gigaoctets, soit environ 3 000 fois la capacité de son produit d'origine. Mettez le lecteur 1956 et le lecteur 1998 côte à côte, cependant, et ils se ressemblent à l'exception de l'échelle. Dave Thompson, directeur du laboratoire d'enregistrement de stockage magnétique avancé d'Almaden, a déclaré que les inventeurs du lecteur de disque original pourraient entrer dans son laboratoire aujourd'hui et savoir exactement ce qui se passait.

La densité de stockage dépend de la taille du bit magnétique : cette partie de l'espace disque qui reçoit une orientation magnétique particulière - nord ou sud - pour représenter un binaire un ou zéro. Au niveau le plus élémentaire, le but est simple : Rétrécissez les bits et vous augmentez la capacité de stockage. Mais des bits plus petits émanent des champs magnétiques plus petits, ce qui nécessite à son tour de positionner la tête de lecture - l'appareil qui détecte ces champs et les convertit en signaux électriques - plus près de la surface du disque en rotation.

Maintes et maintes fois, la réduction de la technologie a forcé les développeurs de disques durs à faire face à des limites physiques qui semblaient d'abord insurmontables. Par exemple, la tête roule sur un coussin d'air créé par le disque en rotation. Selon la sagesse conventionnelle, rapprocher la tête trop près de la surface comprimerait les molécules d'air dans un espace si petit que le coussin de soutien disparaîtrait. Il y avait beaucoup de calculs pour étayer ces conclusions, explique Barry Schechtman, directeur exécutif du National Storage Industry Consortium (NSIC), un consortium interentreprises de fabricants de stockage qui finance la recherche fondamentale dans plusieurs universités. L'heureuse réalité, cependant, était que cette théorie n'était pas vraie. La nature s'est avérée plus intelligente que nos équations, qui ont dû être modifiées, dit Schechtman.

Repenser la recherche

Les progrès spectaculaires d'Almaden dans l'enregistrement magnétique sont d'autant plus remarquables si l'on considère son histoire institutionnelle. Au début des années 1980, la division de recherche d'IBM avait la réputation d'effectuer un travail brillant qui avait peu de pertinence pour les activités de l'entreprise. Et même lorsque les laboratoires produisaient des résultats ayant des implications commerciales, le transfert aux groupes de produits était souvent échappé, permettant à d'autres entreprises de capitaliser sur les avancées de la recherche d'IBM avant IBM. En 1981, IBM était tellement déconnecté du marché que Big Blue a dû bricoler ses premiers PC à partir de composants, y compris des disques durs, fabriqués par d'autres sociétés.

Le bâtiment Almaden lui-même est un retour aux grands laboratoires de recherche du passé, entouré de centaines de millions de dollars de biens immobiliers vides, où le seul bruit est le vent qui balaie les contreforts de Santa Teresa. Conçu à la fin des années 1970, alors qu'IBM avait de l'argent à dépenser, Almaden devait être une institution vitrine pour la recherche pure au même titre que les Bell Labs d'AT&T, le Palo Alto Research Center de Xerox et le propre centre de recherche d'IBM à Yorktown Heights, NY Au moment où le Le bâtiment a été achevé en 1985, cependant, le climat de la R&D des entreprises avait changé. Le nouveau PDG John Akers, un homme qui aimait utiliser des mots comme maîtrise des coûts et rationalisation pour décrire la mission d'IBM, a envisagé de démanteler complètement la division de recherche et de disperser ses employés dans divers groupes de produits.

Sortir de la tour d'ivoire

Le défi d'un gigabit a été le catalyseur d'autres changements profonds qui ont fait sortir les chercheurs d'Almaden de leur tour d'ivoire pour entrer dans le monde réel des profits et des pertes. Almaden a commencé à effectuer régulièrement des travaux de développement conjoints avec la division des systèmes de stockage d'IBM, le groupe de produits en bas de la colline. Bientôt, un tiers du budget de recherche d'Almaden provenait de la division des produits. Munce estime que le ratio de financement donne de la clarté au groupe de recherche sans compromettre l'indépendance.

Le changement de financement a également créé un nouveau type de réflexion sur l'innovation, dit Munce. Il y a dix ans, l'attitude ici était : si je ne l'ai pas inventé, je ne veux pas travailler dessus, car je ne serai pas crédité, explique-t-il. Aujourd'hui, nous essayons de dire : si vous l'inventez en laboratoire, ou si vous êtes le premier à le récupérer dans le laboratoire de quelqu'un d'autre et à le rendre pertinent, nous nous en fichons.

Munce occupe un poste de direction conjoint qui relève à la fois des divisions recherche et produits. Il s'agit d'un poste créé au début des années 1990 pour resserrer encore les liens entre les deux groupes. Il assiste aux réunions des divisions produits puis essaie de comprendre quelles recherches sont nécessaires au service de leurs missions. Mettant sa casquette de chercheur, son travail consiste à influencer les divisions produits d'IBM pour qu'elles s'orientent dans des directions qui tirent parti du travail qui sort des laboratoires. Mon travail est vraiment de gérer l'innovation, dit-il. Nous devons être séparés pour pouvoir innover, créer et motiver les gens à faire de bonnes recherches. Mais nous devons être connectés pour mettre la technologie sur le marché.

Un exemple graphique de l'évolution de l'équipe de recherche par rapport à la vision originale d'Almaden est le laboratoire d'enregistrement magnétique avancé lui-même. Le laboratoire, conçu par le membre du personnel de recherche Fontana, est composé de groupes de recherche et de produits. Deux ans après l'ouverture d'Almaden, Fontana a convaincu ses managers d'arracher les tripes d'une aile du premier étage. Cette rénovation lui a donné un laboratoire de 5 000 pieds carrés pour effectuer des travaux de prototypage, le genre de travail qui était auparavant effectué par les ingénieurs produits d'IBM au lieu de son personnel de recherche. Ce laboratoire fournit des installations pour construire rapidement des composants, permettant aux chercheurs de l'étage - spécialistes des têtes de lecture, des têtes d'écriture, de la science des matériaux et d'autres domaines essentiels à la technologie des disques durs - de tester si leurs innovations fonctionneraient ensemble.

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