211service.com
Jauns veids, kā lasīt cietos diskus
Datu blīvums cietajos diskos pēdējos 30 gadus ir aptuveni dubultojies katru gadu, un, lai neatpaliktu no tā, pētnieki ir izgatavojuši mazākus un mazākus sensorus, lai nolasītu sīkos diskā saglabātos bitus. Mūsdienu cietajos diskos ir prātam neaptverams datu apjoms — vairāk nekā 200 gigabiti kvadrātcollā. Taču, tā kā nozare gatavojas blīvumam līdz vienam terabitam uz kvadrātcollu, sensori sasniedz savas fiziskās robežas.
Iepakojuma dati: Cietajos diskos drīzumā būs pat viens terabits datu uz kvadrātcollu — piecas reizes vairāk nekā pašlaik. Pašreizējās lasīšanas ierīces nespēs nolasīt sīkos bitus, tāpēc Apvienotās Karalistes Nacionālās fiziskās laboratorijas pētnieki ir ierosinājuši jauna veida lasīšanas galviņas sensora dizainu, kas varētu darboties.
Pētnieki pie Nacionālā fizikālā laboratorija , Tedingtonā, Apvienotajā Karalistē, tagad piedāvā jaunu sensora dizainu, lai nolasītu bitus cietajā diskā. Dizains, kas publicēts Lietišķās fizikas žurnāls , ir balstīts uz atšķirīgu magnētisko efektu nekā pašreizējās lasīšanas galviņas. Tas varētu radīt daudz plānākas un mazākas lasīšanas galviņas, kas ir piemērotas datu blīvumam līdz vienam terabitam uz kvadrātcollu, saka vadošais pētnieks Marians Vopsaroiu.
Jaunais sensors arī patērēs nedaudz mazāk enerģijas nekā pašreizējās lasīšanas galviņas, kas ir īpaši noderīga funkcija klēpjdatoriem un MP3 atskaņotājiem. Un tas varētu uzlabot lasītāja ātrumu. Jūs varētu nolasīt datus desmit reizes ātrāk, saka Vopsaroiu. Viena GHz vietā jūs varat lasīt piecu līdz desmit GHz frekvencē.
Portatīvie datori un datori pašlaik izmanto magnētiskās pretestības efektu, lai nolasītu cietā diska datus. Cietie diski glabā bitus magnētiski; atkarībā no bita magnētiskā lauka virziena tas var attēlot bitu 1 vai 0. Lasīšanas galviņai lidojot pāri diskam, bitu magnētiskie lauki izraisa attiecīgas pretestības izmaiņas lasīšanas galviņas sensorā. Pretestību nevar izmērīt tieši, tāpēc tā vispirms tiek pārveidota par spriegumu, izmantojot līdzstrāvu. (Spriegums ir vienāds ar strāvu, kas reizināta ar pretestību.) Lai viss darbotos, caur sensoru nepārtraukti jāplūst strāvai.
Jaunajam sensoram šī pastāvīgā strāva nebūs vajadzīga, jo tas izmanto magnētisko elektrisko efektu. Materiāliem, kas parāda šo efektu, ir saistīti elektriskie un magnētiskie lauki: to elektriskais lauks mainās, reaģējot uz ārējo magnētisko lauku, un otrādi. Tātad jaunajā sensorā datu bita magnētiskais lauks tieši radīs spriegumu, nevis pretestību. Katru reizi, kad lidojat virs ierakstītā bita, [tas] izraisītu impulsa spriegumu, kas ir pozitīvs vai negatīvs atkarībā no bita orientācijas, saka Vopsaroiu.
Sensors ir septiņu slāņu kaudze, kas izgatavota no materiāliem ar dažādām magnētiskajām un elektriskām īpašībām. Kopā tie mijiedarbojas un parāda magnētisko elektrisko efektu.
Turpretim pašreizējie lasīšanas galviņas sensori satur 15 slāņus, tāpēc tiem jābūt biezākiem. Ir gandrīz neiespējami izveidot 15 līdz 20 slāņu kaudzi 10 līdz 15 nanometru telpā, saka Vopsaroiu. Pēc viņa aprēķiniem, viņa dizains varētu radīt sensorus, kas ir plānāki par 10 nanometriem, un datu blīvums ir viens terabits uz kvadrātcollu.
Viņš brīdina, ka šobrīd šie skaitļi ir teorētiski. Tas, vai dizains patiešām darbosies, ir atkarīgs no materiāliem, kas tiek izmantoti sensoru kaudzē. Materiāli, kuriem ir pareizās magnētiskās un elektriskās īpašības, ir sarežģīti sakausējumi, piemēram, svina cirkonija titanāts, kobalta dzelzs vanādijs un platīna mangāns. Līdz šim ir pierādīts, ka tikai mikrometrus bieziem šo materiālu slāņiem ir nepieciešamās magnētiskās un elektriskās īpašības.
Lai izveidotu praktisku lasīšanas galviņu, sensoru kaudzes slāņiem būs jābūt divus līdz trīs nanometrus bieziem. Nav skaidrs, vai materiāli saglabās savas īpašības šajos izmēros. Kad jūs dodaties uz tik mazu biezumu… uzvedība var ārkārtīgi mainīties, saka MIT fiziķis Jagadeesh Moodera , viens no tuneļa magnētiskās pretestības efekta atklājējiem, ko izmanto pašreizējās lasīšanas galviņās.
Turklāt sarežģīto sakausējumu salikšana dažu nanometru biezā sensorā varētu būt izaicinājums. Visiem materiāliem ir dažādas īpašības, un tie ne vienmēr sakrīt viens ar otru, saka Moodera. Piemēram, viens materiāls var būt jutīgs pret skābekli, bet citam ir nepieciešams skābeklis. Tomēr ideja ir pamatota, viņš saka, un ir jēga to īstenot [eksperimentāli].
Vopsaroiu piekrīt, ka viņa dizainam būs jātiek galā ar daudziem izaicinājumiem. Taču mūsdienās izmantotie lasīšanas galviņas sensori ir tikpat sarežģīti, un ražotāji ir izstrādājuši veidus, kā tos viegli ražot. Turklāt, viņš saka, lai sasniegtu pavērsiena punktu - viens terabits uz kvadrātcollu diska blīvums, nozarei būs jāeksperimentē ar jaunākām lasīšanas tehnoloģijām.