1.3.5 Підвищення щільності запису магнітних дисків за допомогою технології afc

У

Рис. 1.20. Будова диску, виготовленого за технологією AFC

1990 році спеціалістами компанії ІВМ була розроблена технологія AFC (англ.: antiferromagnetically coupled, система антиферомагнітного запису інформації). В 2001 році вийшли в продаж перші накопичувачі Deskstar GXP ємністю 80 і 120ГБ, створені за цією технологією. Принцип роботи цієї системи базується на явищі GMR: між 2 шарами феромагнітного матеріалу з кожної сторони магнітного диску наноситься надзвичайно тонкий шар (товщиною 2-3 атоми) рутенію. Носії, в яких викори­стовується шар металевого рутенію (носії з антиферо­магнітними подвій­ними шарами) отримали назву пилок ельфа („pixie dust”). Тонкий шар рутенію, розміщений між двома маг­нітними робочими шарами, дозволяє зорієнтувати намаг­нічення доменів відповідних шарів в протилежних на­прямках (див. рис. 1.20). Така тришарова структура робочого шару має дещо більшу товщину відносно традиційного, але протилежна магнітна орієнтація шарів дозволяє ущільнити інформацію на диску до 25Гбіт/дюйм² і збільшити ємність жорстких дисків до 400ТБ.

31. Накопичувач на гнучких магнітних дисках

Накопичувач на гнучких магнітних дисках (дискета, НГМД, англ.: Floppy Disk Drive - FDD). FDD був винайдений в кінці 60-их років А. Штудгартом. Перші FDD з’явились в продажу на початку 80-их років в форматі 5,25дюйма і об’ємі 1,2МБ. На дискеті вкладалось 80 доріжок з 18 секторами. Сучасні FDD можуть зберігати до 3ГБ інформації.

F

Рис. 1.21. FDD - гнучкий пластиковий диск

DD – це носій невеликого об’єму інформації. Він представляє собою (див. рис. 1.21) гнучкий пластиковий диск на полімерній основі покритій з обох сторін магнітним окислом. Такий диск розміщу­ється в захисній оболонці, на внутрішню поверхню якої нанесено очисне покриття. В упаковці зроблені з обох сторін радіальні щілини, через які головки запису/читання отримують доступ до диску. Дисками FDD можна переносити дані(програмне забезпечення) з одного комп’ютера на інший В сучасній в комп’ютерній техніці гнучкі магнітні диски майже не застосовується.

Накопичувач на змінних жорстких дисках

Змінні жорсткі магнітні диски (англ.: HDD Rack) були розроблені фірмою SyQuest. За своєю суттю – це переносний вінчестер. В накопичувачах цього типу жорсткі диски (одна або дві стандартні пластини) знаходяться в герметичному картриджі разом з головками запису/читання. Це дозволяє наблизити їх параметри до параметрів жорстких дисків.

32. Пам’ять на циліндричних магнітних доменах (цмд)

Пам’ять на ЦМД використовує генерацію і кероване переміщення доменів в нерухомому магнітному матеріалі [7]. Вона має послідовний доступ і є енергонезалежною; довгий час зберігала лідерство в щільності зберігання інформації серед енергонезалежних пристроїв.

М

Рис. 1.22. Трансформація смугової доменної структури під дією зовнішнього магнітного поля:

а) смугова доменна структура; б) відокремлені ЦМД; в) решітка ЦМД; г) стільникова доменна структура

агнітна сприйнятливість феромагнетиків є тензорною величиною. Це означає, що вони характеризуються значною анізотропією намагнічення. Можна виділити такі напрями вздовж яких в процесі намагнічення досягається насичення при мінімальних напруженостях намагнічуючого поля. Ці напрями називаються осями легкого намагнічення. Феро­магнетик, який має одну вісь легкого намагнічення назива­ється одноосним. ЦМД виникають в тонких монокристалічних плівках одноосних феромагнітних матеріалів, осі легкого намагнічення яких перпендикулярні поверхні плівки. За відсутності магнітного поля у них самовільно утворюються домени, які мають форму стрічки, довжина якої набагато більша ширини. Такі домени отримали назву смугових доменів (див. рис. 1.22,а).

В ненамагніченому стані ширина смугових доменів з антипаралель­ною орієнтацією вектора намагнічення однакова, тому індукція магнітного поля, створеного плівкою, дорівнює нулю.

У магнітному полі для тих доменів, у яких напрямок вектора намагнічення J співпадає з напрямком напруженості зовнішнього магнітного поля Н, ширина домену збільшується. Якщо ж вони мають протилежний напрямок, то ширина зменшується. Так виникає рух доменних стінок, що приводить до збільшення розмірів одних доменів і зменшення інших [8]. При деяких значеннях магнітних полів відбувається руйнування смугових доменів на окремі ізольовані ділянки, форма яких швидко стає циліндричною (див. рис. 1.22 б, в, г та рис. 1.23). Ці утворення отримали назву циліндричних магнітних доменів.

Рис. 1.23. Циліндричний магнітний домен (1) в феромагнетику (2)

Застосування ЦМД

В

Рис. 1.24, а – Доменорухома ТІ-структура із пермалоєвих аплікацій (Н_зм і Н_упр - напруженість магнітного поля зміщення і управління, d – діаметр ЦМД),

б – Схема руху ЦМД вздовж ТІ-структури

ластивості ЦМД (стійкість в деякому інтервалі полів зміщення, рухливість, можливість керування їх рухом, властивість знаходитись в різних станах та ін.) визначають їх застосування в пристроях обробки інформації. Такий пристрій складається із низки функціональних елементів, які забезпечують генерацію, рух, перемикання і детектування ЦМД [9]. Ідея такого пристрою в наступному: нехай в плівці якимось способом сформований канал, вздовж якого можуть рухатись з заданою швидкістю ЦМД (канал пересування ЦМД). Інформація кодується за принципом наявності або відсутності в даній точці плівки ЦМД (див. рис. 1.23, 1 - логічна „1”, 2 - логічний „0”). В певних місцях каналу формують генератор і детектор ЦМД, які виконують ті ж функції, що і головки запису/читання в пристроях з рухомими магніт­ними носіями інфор­мації. Генератор перетворює сигнали, які поступають на його вхід, у ЦМД, детектор робить зворотне перетворе­ння. Важливою відмінністю ЦМД - пристроїв є те, що в них не потрібний механічний рух магнітного носія або головки.

Найчастіше вико­ристовуються доме­норухомі структури у вигляді аплікацій певної форми (наприклад, в вигляді ТІ; рис. 1.24) із магнітом’якого матеріалу (найчастіше – пермалою). При намагнічені пермалоєвих аплікацій управляючим магнітним полем, орієнтованим в площині плівки, на їх краях виникають магнітні полюси. ЦМД притягаються до від’ємних полюсів аплікацій, тобто створюється магнітостатична пастка. При обертанні управляючого магнітного поля в площині плівки потенціальні ями рухаються разом з ЦМД, а у вузькому зазорі між аплікаціями ЦМД переходить на сусідню аплікацію і продовжує рух по її периметру.

За один повний поворот управляючого поля в площині плівки відбувається зміщення ЦМД на один період доменорухомої структури. Тактова частота обертання поля (10⁵-10⁶Гц) визначає швидкодію ЦМД - пристроїв. Величина періоду структури і відстань між каналами повинні бути більшими або порядку 4d, щоб виключити взаємодію доменів. Ця величина визначає щільність запису в ЦМД - пристроях (6000000біт/см² при d=1мкм). Доменорухома структура створюється літографічним способом.

Читання інформації відбувається за допомогою магніторезистивної головки.

Пристрої збереження інформації, які базуються на використанні намагнічення циліндричних доменів в широкий вжиток плануються бути введеними в 2015-2020 роках.