漫谈HAMR硬盘的可靠性-1

news2024/12/26 0:17:34

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随着云计算、AI应用、大数据分析等领域对存储需求的持续增长,HAMR技术正逐步引领HDD行业进入新的发展阶段。目前,业内已经有了基于HAMR技术的大容量硬盘,并计划在未来几年内进一步提高至40TB甚至更高容量

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希捷在之前财报中透露,计划在2024年初开始大规模生产其首款基于热辅助磁记录(HAMR)技术的32TB硬盘,并在大约两年后启动40TB+ HDD的大规模生产。首款HAMR硬盘将是32TB,之后依次是36TB、40TB,最后达到50TB,各容量点之间会有18至20个月的间隔。

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Seagate推出的基于Mozaic 3+平台的30TB HAMR(热辅助磁记录)硬盘驱动器,使用了10片玻璃基板,具有铁铂超晶格结构的磁层,这保证了介质的寿命并减小了磁颗粒尺寸。然而,由于新介质的颗粒非常微小,单个颗粒的磁信号减弱,而磁性相互干扰(ITI)效应增强

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虽然30TB HAMR硬盘相较于传统硬盘容量显著提升,并具备更快的顺序读写速度以及更低的每TB功耗,但由于上述技术因素,在保持磁道间距以避免交叉干扰的同时,无法像低容量叠瓦式PMR硬盘那样大幅度地利用叠瓦技术来进一步提升存储密度。这意味着,在同等物理空间内,HAMR硬盘通过叠瓦技术获得的额外容量提升相对较低。

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在传统的PMR(垂直磁记录)硬盘上,由于写入头比读取头宽,因此通过叠瓦技术可以部分重叠写入磁道,同时保持读取磁道未受影响,从而有效提升存储容量。然而,在HAMR技术下,磁道间距更小且磁道本身变得更窄,导致写入磁道与读取磁道的宽度差相对减小,这意味着叠瓦效果所能带来的额外容量增长的空间变少。

此外,为了进一步提升HAMR的容量,日本国立材料科学研究所(NIMS)、希捷科技(Seagate Technology)和日本東北大学(Tohoku University)的研究团队在《Acta Materialia》杂志上发表论文,展示了在双层颗粒介质上实现多级热辅助磁记录(HAMR)的可行性。

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研究人员通过创造一种新型颗粒介质解决了这一挑战,该介质由两个FePt-C纳米颗粒薄膜组成,中间夹有一层立方晶体结构的Ru-C间隔层。这种设计使得在不同磁场和温度条件下可在每个层面上独立进行磁记录。

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通过在写入过程中调整激光功率和磁场,可以独立记录两个FePt层,从而在不大幅改变磁层材料的情况下,理论上将存储密度和硬盘容量翻倍。研究人员声称,对热辅助磁记录进行磁测量和仿真表明,HAMR介质支持三级别记录,甚至可能具备四级别记录能力。

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热辅助磁记录(HAMR)技术有望至少将存储密度和硬盘驱动器容量提高到标准垂直磁记录(PMR)技术的两倍以上。然而,最近展示的双层硬盘介质,采用多层堆叠的数据位存储方式,结合多级热辅助记录技术,至少可使当前一代HAMR技术的容量翻倍。

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