Verso hard disk da 120 TB: la ricerca di Seagate sugli hard disk multistrato

Il limite principale all'avanzamento della capacità degli hard disk sta nella densità di registrazione che è possibile ottenere sui piatti. Nonostante i passi in avanti fatti con la tecnologia HAMR (heat-assisted magnetic recording, registrazione magnetica aiutata dal calore), ci sono comunque limiti piuttosto stringenti che porteranno a uno sviluppo lento della tecnologia e, di conseguenza, a un arrivo sul mercato dei prodotti molto dilazionato nel tempo. Una nuova ricerca di Seagate punta all'uso di due strati di materiale per la registrazione dei dati, oppure all'uso di reticoli ordinati di 'grani' sulla superficie dei piatti.

Seagate guarda al futuro degli hard disk

La premessa della tecnologia HAMR è che è possibile sfruttare il punto di Curie per scrivere in una posizione precisa sulla superficie di un piatto senza intaccare ciò che vi sta attorno. Il punto di Curie è la temperatura sopra la quale un materiale perde le sue proprietà di magnetizzazione permanente, il che porta alla possibilità di alterarle. In altri termini, nei dischi rigidi con tecnologia HAMR un laser scalda il piatto in maniera estremamente localizzata, riducendo solo in quel punto il flusso magnetico necessario per scrivere i dati. Ciò è reso necessario dal fatto che non è possibile ridurre a sufficienza la dimensione della testina di scrittura, per cui si finirebbe per andare a sovrascrivere i dati anche nelle tracce adiacenti.

Il punto di Curie è una caratteristica propria di ciascun materiale e ciò fa sì che sia in teoria possibile usare due strati realizzati con materiali differenti, ciascuno con una differente temperatura di Curie, che possono dunque essere scritti indipendentemente, oppure separare gli strati a sufficienza da alterare il loro punto di Curie.

Proprio questo è l'approccio seguito da gruppi di ricercatori di Seagate, NIMS e Università di Tohoku (Giappone), che hanno realizzato un sistema in cui sono presenti due strati di pellicole con grani in ferro e platino annegati nel carbonio (FePt-C) separati da uno strato di rutenio e carbonio (Ru-C). Lo strato di Ru-C alza il punto di Curie dello strato inferiore di FePt-C e consente dunque di avere due temperature di Curie differenti che non interferiscono tra loro.

Questa tecnica consentirebbe di ottenere una densità di 4 Tb per pollice quadrato, ovvero 0,62 Tb/cm². Come specificato nello studio, secondo i ricercatori è possibile usare la stessa tecnica per creare sistemi a tre e addirittura quattro strati.

Adottando una ulteriore evoluzione, ovvero facendo corrispondere ciascun grano di FePt sulla superficie del piatto a un bit (in inglese "bit-patterned media"), è possibile aumentare ulteriormente la densità e arrivare a 10 Tb per pollice quadrato, ovvero 1,55 Tb/cm². Ciò dovrebbe portare a piatti da 12 TB ciascuno, ovvero a dischi con 10 piatti da 120 TB complessivi.

Va tuttavia detto che sono molte le difficoltà nella produzione di dispositivi che usino la tecnologia a doppio strato. I cambiamenti necessari nelle testine sono molteplici e ciò comporta costi significativi, oltre al fatto che emergono difficoltà notevoli nel gestire la produzione di dischi con più strati di pellicola magnetica. È dunque più probabile che Seagate e gli altri produttori (gli unici rimasti sono attualmente Toshiba e Western Digital) decidano invece di seguire la strada dei grani di FePt ordinati sui piatti così da poter avere un incremento nella densità senza dover necessariamente rivedere i processi produttivi e la progettazione degli hard disk.