Az adathordozók jövője
Az információ tárolásának jövője. 1. rész Merevlemezek
Az állandó törekvés az gigahertz és gigabit másodpercenként, amely keresztülhalad a központi feldolgozó egység, gyakran elfelejtik, hogy a számítógép sok más fontos elemek, amelyeken javítani kell, például RAM és meghajtók tárolja a feldolgozott adatokat. Az olyan eszközök fejlesztése, amelyek lehetővé teszik az információk tárolását, ugyanolyan fontosak, mint a CPU számítási teljesítményének növelése. Ebben a cikkben meg fogjuk beszélni, hogy milyen lehetőségek vannak a modern tárolóeszközökkel, például merevlemezekkel.
A második része a cikket fogjuk leírni a jövőben az optikai meghajtók, a harmadik megpróbálja úgy néhány legérdekesebb és alapvetően új fejlesztések terén a mikroelektronikai mechanikai rendszerek is használhatók eszközök váltotta fel a hagyományos HDD és kevésbé hagyományos, de ez ismerős CD, DVD és BlueRay.
Annak érdekében, hogy a különféle médiatípusok egymás között összehasonlíthatók legyenek, feltétlenül meg kell határozni az egyes jellemzők jellemzőit. Például az olvasás vagy írás sebessége, az önkényes adatelem (Random Seek) keresésének átlagos időtartama, valamint az adategység adatainak tárolási költsége. Ha azt akarjuk összehasonlítani ezeket a meghajtókat, amelyek még nem a természetben, de lesznek született a jövőben, akkor meg kell próbálni legyőzni őket három nagy csoportba azok, amelyek hamarosan indul kell tenni, és hamarosan megjelenik a piacon; azok, amelyek a többé-kevésbé előre látható jövőben hatalmasak lesznek, és végül azok, amelyek csak kedvező körülmények között jelentkeznek, és a megvalósításukkal kapcsolatos összes tanulmány sikeres befejezése. Tény, hogy nehéz összehasonlítani egy modern merevlemez az idő véletlen elérésű a 9.0 ms minden meghajtó a távoli jövőben, ahol ugyanez a jellemző lesz több nagyságrenddel jobb (azaz. E. kevesebb), de még a polcokon, és nem a következő ötven évben lesz. Természetesen az internet ilyen összehasonlítások továbbra is csinálni, elfelejtve, hogy a prototípus megjelent egy titkos laboratóriumban a Szilícium-völgy és a munka csak közeli hőmérsékleten abszolút nulla - ez nem ugyanaz, mint a merevlemez, amely áll a számítógép a az asztalra.
Trendek a mágneses tárolóeszközök fejlesztésében
Kezdjük a merevlemezekkel, hiszen ma talán ez a legelterjedtebb és népszerűbb meghajtó, és a következő 3-4 évben nem kell más meghajtók merevlemezére élesen versenyezni. Az ellenfelek azonban egyértelműen elveszítik akár sebességgel, kapacitással, értékekkel, és gyakrabban - egyszerre több mutatóval.
Mi a merevlemez ma mindannyian tudjuk: kapacitás - például 20-400 gigabájt, az átlagos elérési idő - 8-12 ms, a sebesség szekvenciális olvasási / írási - 30-40 MB / sec. Elvileg a jellemzői jók, bár megint keres összehasonlítani: RAM-annál gyorsabban fog működni (de drágább kiderül, és különben is, ha kikapcsolja a hálózat teljesen „elfelejti” mindent, ami írva benne, - egyetért, jelentős hátrány); rewritable DVD-k sokkal olcsóbbak (de ez a munka sebességének köszönhetően nem feküdt mellette, és kapacitásuk viszonylag kicsi).
Ha felidézzük, milyen mennyiségű adat kell olvasni és írni a merevlemezre, ha dolgozik a média, valamint az a tény, hogy a legtöbb modern operációs rendszerek valahogy használja, mint a memória-kiegészítő, a felvétel a swap fájl van, akkor nyilvánvalóvá válik, hogy nem számít, mennyire a merevlemezek jó tulajdonságai voltak, javulni fognak. Először is, a gyártók szeretnék növelni az olvasás / írás és keresés sebességét, valamint a kapacitást. A második helyen a méretek, valamint az energiafogyasztás és a sokk ellenállóképessége áll a megbízhatósággal. Természetesen a merevlemezek jövőbeni modelljeiben ezek a jellemzők szükségszerűen javulnak, csak kérdések maradnak: hogyan és mikor?
Az olvasási sebesség növelése kétféleképpen történhet: vagy növelheti az információ rögzítésének sűrűségét, vagy a merevlemez "palacsintait" nagyobb sebességgel forgatja. Mindkét módon vannak hátrányai. A növekedést a orsófordulatszámmal merevlemezek kezdik, hogy felmelegedjen sokkal erősebb és egyre zajos, nem is beszélve arról, hogy az anyag, amelyből készült a lemez elég nagynak kell lennie, hogy ellenálljon a mechanikai terhelés és a megfelelő nem alakítható. A gyártás technológiája bonyolultabbá válik, és ez tükröződik a költségükben: sokkal magasabb. A lineáris olvasási sebesség növelése mellett az átlagos keresési idő is csökken, mivel a fej a kívánt pálya szektor fölött van. A probléma a felesleges súrlódás és zaj, részben, hogy segítsen megoldani a hidrodinamikus csapágyak, amelyek csak nemrég kezdte el használni egyes gyártók, de még mindig úgy tűnik valószínűnek, hogy a forgási sebesség 3.5 „” merevlemez képes haladja meg a 15-20 ezer fordulat percenként, nem számít, milyen "trükkös" és "feltört" csapágyakat nem használtak.
A felvételi sűrűség növelésével negatív mellékhatások is vannak, de könnyebb küzdeni vele. De a pluszok közé tartozik a kapacitás növelése a meghajtó, és ez a gyártók a merevlemezek sok szempontból sokkal fontosabb paraméter, mint az átlagos keresési idő. Végtére is, az átlagos vevő nagyobb figyelmet szentel neki. Ezért a merevlemez-gyártók gyakran próbálják megjavítani termékeiket ilyen módon.
A szuperparamágneses korlát
- akadályozza az ultra-magas felvételi sűrűség elérését
A modern merevlemez lemeze egy üveg vagy alumínium alapanyagból áll, felülről mágneses bevonattal. A bevonat egyedi szakaszai kétféle lehetséges módon lehetnek mágnesezhetők, amelyek nulla és egy (azaz 1 byte) értéket jeleznek. Az ilyen mágnesezett régiót mágneses tartománynak nevezik, és egy miniatűr mágnes, amelynek bizonyos tájolása a déli és az északi mágnesoszlopok. Ha megadja a tartománymágnesezést, az információ rögzítésre kerül. Végül az információfelvétel sűrűsége határozza meg ennek a tartománynak a méretét. Úgy tűnik, csökkentheti a domainek méretét az egészségügyben, és a merevlemezek olyan nagyméretűek lehetnek, mint el tud képzelni, de nem minden olyan egyszerű.
Azok közül, akik nem felejtették el az iskolai fizikát, akkor podnapryachsya és emlékeznek arra, hogy minden anyag paramagnetikus, diamágneses és ferromágneses. A diamágneses anyagok azok az anyagok, amelyek a mágneses mezőn kívül nincsenek mágneses tulajdonságokkal - egyértelmű, hogy nem alkalmasak információs adathordozó létrehozására. A paramágneses anyagok atomjai és molekulái - éppen ellenkezőleg - önmagukban is léteznek, még mielőtt külső mágneses mezőt használnának, elemi mágnesek - de nem is alkalmasak tárolóeszközök létrehozására. És csak a ferromágnesek, amelyekben a kellően nagy méretű mágneses magok elemi mágnesekként működnek, alkalmasak az információk hosszú távú tárolására.
Nos, a szuperparamágneses korlát tiszta fizikai korlátozása mellett van egy technikai határ is, amely összefügg az információ rögzítésével és olvasásával, amelyhez, amint már említettük, egy speciális fej használata van. A merevlemezek első modelljeiben a fej univerzális volt - ugyanazt a kis induktort használták az olvasáshoz és az információk írásához. A modern fej két részből áll: egy felvétel (induktor) és egy olvasófej (egy magnetorezisztív fej, amely a mágneses mező erősségétől függően megváltoztatja az ellenállását). Természetesen a fej mérete véges, és sok tekintetben meghatározzák a minimálisan mágnesezhető tartomány méretét. Azonban a modern merevlemezeken a domain mérete olyan kicsi, hogy a gyártóknak tovább kell csökkenteniük a szuperparamágneses korlátot.
Ezért a vezető hardver-fejlesztő vállalatok szakemberei már régóta küzdenek a felmerült problémánál, és nagyon sikeresen kell mondanom. A technológiák kifejlesztésének módjait és saját know-how-ját, amelyek a jövőben lehetővé teszik számunkra, hogy legyőzzük a szuperparamágneses határt, mindegyikük kifejleszt. Néhányat már használnak a merevlemezek sorozatgyártásához, néhányat csak prototípusoknál használnak, de napról napra csövek összeszerelésére használják őket, néhány esetben talán soha nem érik el a tömeges használatot.
Talán az első fecske, amely előrevetítette a szuperparamágneses korlát fölötti győzelmet, az IBM által javasolt mágnesesen kompenzált filmek létrehozásának technológiája. Az ötlet felvisszük egy háromrétegű lemez HDD antiferromágneses bevonatot úgynevezett AFC (antiferromagnetically-kapcsolt, a antiferromágneses pár), amelynél a két mágneses rétegek osztva speciális szigetelő réteg ruténium.
Ez lehetővé teszi a domén hosszirányú méreteinek csökkentését, enyhén növelve magasságát. Továbbá abban az esetben, PMR szomszédos invert bit (1, 0) nem néznek egymásra, mint a pólusok, amelyekről ismert, hogy taszítják egymást, - lehetővé teszi, hogy csökkentsék a méretét interdomén helyet, szemben a klasszikus rögzítési technológiát, ami tovább növeli a kapacitást merevlemezek.
A legígéretesebb technológiák a jövő, amelynek feladata, hogy kiegészítse a PMR, amikor kimeríti az erőforrásokat, és jön a következő határértéket, többek között termo felvétel (Hamr, Heat asszisztens Magnetic Recording), és önszerveződő mágnes tömbök (SOMA, önszerveződő Magnetic Array) . Dieter Weller, igazgató a média területén Tanszék Seagate Center, úgy véli, hogy Hamr célja, hogy ismét változtatni elvének adatok írása és olvasása, és SOMA gyártása - a mágneses porlasztási eljárás lemezeket.
Azonban, mint már említettük, hogy tovább növelje a felvételi sűrűség is meg kell változtatni a technológia gyártási mágneses lemezek magukat, biztosítja az egységességet és homogenitása részecskeágy alkotó felületén. Ha nem, akkor sem segít Hamr, sem más trükkök a nyomtatófejet. Korszerűsítése az olvasási / írási mechanizmusokat kell járnia a javítása a minőségi anyagok és a mágneses réteg lerakódását. Vannak szakértők lásd hozamot kell használni a már említett SOMA technológia, amely magában foglalja képező felületén a lemez réteg monodiszperz „önszerveződő mágneses tömbök” nagyon finom homogén vas-platina konglomerátumok körülbelül 3 nm-esek (3 nm - egy szilárd 10-15 atom, lefektetett sorozat ).
Alkalmazásával „nanotechnológia” jelentősen csökkenti a szintjét az instabilitás az egyes mágneses szemcsék és csökkenti a méretét mágnesezhető rögzítése céljából adatbitfolyammá. A Seagate elhinni, hogy mindez lehetővé teszi, hogy készítsen meghajtók kapacitása tíz vagy talán még több száz terabájtnyi. És ez történik nem a jövőben, túl a felhők, és az elején a következő évtizedben.
ahelyett, hogy a következtetés
Amint látjuk, a javítása merevlemezek az utat, hogy elérje a szuperparamágnesség határ vezethet az a tény, hogy ezek öntsünk néhány tulajdonságait a legközelebbi versenytárs - optikai adathordozón, például CD és DVD. Mindez természetesen vezet megugrott bonyolultsága, és így a költségek. Ugyanakkor, nincs semmilyen szuperparamágneses limit, optikai eszközök fejlődni fog, elfog több és több új határok, egyre újabb győzelmet, és valószínűleg tíz, tizenöt éve minden alapvető jellemzőit túlszárnyalni mágneses meghajtók. A második része a cikket megpróbáljuk megérteni a jövőben a CD és DVD, valamint a számos módosítás és utódai.