История магнитных носителей, определенно, находится на восходящем этапе. Не случайно аналитики называют наши дни «золотым веком» винчестеров, хотя и предсказывают его скорое окончание.
Очередным свидетельством стремительного прогресса технологии магнитной записи данных вполне можно считать разработку британских ученых из Национальной физической лаборатории (ведущего научно-исследовательского центра в Теддингтоне близ Лондона, основанного в 1900 году). Они предложили головку чтения совершенно новой конструкции, которая, как утверждается, поможет преодолеть некоторые принципиальные барьеры на пути наращивания плотности хранения данных.
Во-первых, речь идет об ограничении, препятствующем уменьшению размеров участков, в которых записана информация, и расстояния между ними. Как известно, информация представлена в форме ориентации магнитного поля участков ферромагнитного вещества. Сокращению расстояния между участками препятствует их взаимное влияние.
Другой проблемой является невозможность уменьшения головки чтения и записи пропорционально уменьшению участков и расстояния между ними. Дело в том, что через головку постоянно течет ток, и уменьшение головки сопровождается увеличением потерь энергии и повышением тепловыделения. В свою очередь, тепло от головки может изменить магнитную ориентацию считываемого участка.
Фундаментальной причиной этих проблем является принцип работы головки чтения. Магнитное поле индуцирует небольшие изменения сопротивления головки, которые определяются измерением падения напряжения. Этот принцип реализован с помощью довольно громоздкого механизма, который с трудом поддается дальнейшей миниатюризации.
В то же время, есть возможность радикально упростить конструкцию головки, использовав сочетание магнитострикционного и электрострикционного материалов (магнитострикционный материал изменяет свои размеры под действием магнитного поля, электрострикционный – под действием электрического). Слоеная конструкция из этих материалов может вырабатывать электрический ток под действием магнитного поля. Электрострикционный слой, находящийся между двумя магнитострикционными генерирует слабый электрический ток каждый раз, когда головка проходит вблизи магнитного домена.
Как утверждается, чувствительность такой головки сопоставима с чувствительностью более традиционных головок, использующих магниторезистивный эффект, но имеет меньшее число слоев – 7 вместо 15 в головках современных винчестеров. Более того, поскольку ток вырабатывается только когда головка проходит над участком с записью, а ее сопротивление очень мало, гораздо меньше и рассеиваемое тепло. Наконец, отсутствие источника постоянного тока помогает уменьшить энергопотребление и упростить конструкцию. Именно упрощение конструкции, пожалуй, является самым большим преимуществом.
Пока вышеизложенное остается на уровне идеи – нет даже прототипа новой головки – но, по мнению источника, нет и технических препятствий, которые могли бы помешать ее реализации. В этом случае, уже на первом этапе внедрения, новые головки помогли бы удвоить плотность записи.
Источники: Ars Technica, Journal of Physics D, Applied Physics
P.S. Для интересующихся техническими подробностями – оригинал статьи в Journal of Physics D, Applied Physics (PDF, 308 Кб).