HAMR, acronimo di Heat-Assisted Magnetic Recording, è una tecnologia avanzata utilizzata negli hard disk per aumentare la densità di memorizzazione dei dati e la capacità di archiviazione. Funziona sfruttando il calore per scrivere dati su una superficie magnetica più piccola e più densa rispetto agli standard tradizionali.
Utilizzando un laser, HAMR genera un impulso di calore concentrato su una piccola area della superficie del disco rigido. L'operazione scalda la superficie magnetica a una temperatura molto alta, rendendola più malleabile e facilitando la scrittura dei dati. Il campo magnetico generato dalla testina di scrittura permette la memorizzazione dei dati, mentre il supporto si trova a temperatura elevata. Dopo la scrittura, l'area riscaldata si raffredda in modo rapido, fissando permanentemente l'orientamento dei magneti e mantenendo i dati memorizzati in modo stabile.
In un altro articolo abbiamo visto le differenze tra le tecnologie CMR, SMR, MAMR, HAMR e HDMR per gli hard disk e citato la posizione di Seagate, Toshiba e degli altri produttori secondo i quali i dischi fissi sono ben lungi dall'andare in pensione per essere definitivamente sostituiti dagli SSD.
Seagate lavora su hard disk da oltre 120 TB, grazie alla registrazione magnetica 3D
Un produttore come Seagate sostiene con forza il ruolo futuro degli hard disk, soprattutto in ambito data center. Uno studio elaborato proprio dall'azienda statunitense in collaborazione con i ricercatori della Tohoku University, dimostra la fattibilità di usare la registrazione dati HAMR multi-livello, su porti granulari a doppio strato.
Gli hard disk basati su HAMR utilizzano piatti di vetro rivestiti con un film magnetico, come una lega di ferro e platino (FePt), che possono essere registrati quando il film è riscaldato con un laser alla sua temperatura di Curie (la temperatura alla quale il film modifica le specifiche proprietà magnetiche) e la sua coercività magnetica viene abbassata.
L'immagine è tratta da Acta Materialia/ScienceDirect.
La coercività magnetica è una proprietà dei materiali magnetici che misura la resistenza di un materiale al cambiamento del suo stato magnetico. Rappresenta la quantità di campo magnetico esterno necessaria per invertire l'orientamento dei domini magnetici all'interno del materiale. Quando un materiale magnetico è magnetizzato, i suoi domini magnetici si allineano in una determinata direzione. La coercività magnetica indica quanto sia difficile cambiare questa direzione di magnetizzazione. Ne parliamo anche nell'articolo sul concetto relativamente nuovo di altermagnetismo, che molto probabilmente sarà cruciale negli anni a venire per lo sviluppo tecnologico.
Registrazione magnetica multi-livello sempre più fattibile con HAMR
Il concetto di registrazione magnetica multi-livello nel campo degli hard disk non è una novità. La sua applicazione pratica, tuttavia, ha trovato ostacolo nell'assenza di supporti adeguati in grado di memorizzare i dati su più livelli.
I ricercatori di Seagate e della Tohoku University hanno affrontato questa sfida creando un nuovo tipo di supporto composto da due film nanogranulari di FePt-C, separati da uno "strato spaziatore" di Ru-C con una struttura cristallina cubica. In questo modo è possibile effettuare attività di registrazione magnetica separata su ciascuno strato, utilizzando campi magnetici e temperature differenti.
Regolando la potenza del laser e i campi magnetici durante il processo di scrittura, i due strati FePT possono essere registrati indipendentemente. Il traguardo vincente può essere raddoppiando la densità areale e la capacità HDD senza apportare modifiche significative nei materiali del livello magnetico.
I ricercatori affermano che i supporti possono offrire densità di memorizzazione ben superiori ai 10 terabit per pollice quadrato: da ciò discende che è possibile arrivare alla creazione di dischi fissi con 10 piatti da 120 Terabyte di capienza.
Le prospettive future
Il lavoro svolto da Seagate e dagli accademici giapponesi dimostra che la tecnologia HAMR continua ad avere un potenziale immenso. Realisticamente, si potrebbe arrivare a progettare, realizzare e produrre su grande scala hard disk da 60 TB già oggi per arrivare a 120 TB entro 10 anni.
Con ulteriori raffinamenti della tecnologia, sarebbe possibile arrivare all'utilizzo di supporti HAMR capaci di utilizzare non soltanto due livelli ma, addirittura, anche tre o quattro livelli. Un'opportunità che consentirebbe di accrescere ulteriormente la densità e quindi la capacità delle future unità di memorizzazione.
Credit immagine in apertura: Seagate.