Việc ghi từ tính thẳng góc

Ban đầu tất cà ổ đĩa cứng và các loại đĩa từ tính khác ghi dữ liệu dùng ghi theo chiều dọc, lưu trữ các bit từ tính theo chiều ngang trên bề mặt đĩa. Tuy nhiên ngày nay việc ghi thẳng góc, sắp tháng các tín hiệu từ tính theo phương thẳng đứng trên bề mặt đĩa đang được kết hợp vào các 0 đĩa hiện đại để đạt các mật độ dữ liệu cao hơn.

Việc ghi từ tính thẳng góc

Quy trình này hiệu quả do các bit theo phương thảng đứng dùng ít không gian hơn các bit được lưu trữ theo chiều ngang. Thực sự tất cả nhà sản xuất ổ đĩa đang làm việc với việc ghi thẳng góc như một phương pháp để đạt mật độ tín hiệu vượt trội hơn với đĩa AFC pixie dust.

Các miền từ (MagneticDomains)
Ghi thẳng góc (Perpendicular Recording)
Ghi theo chiều ngang (Longitudinal Recording)
Lớp từ mỏng (SoftMagneticLax er)
Lớp nền (SubstrateLayer)

Việc ghi từ tính quy ước đặt các miền từ theo chiều ngang, nghĩa là các miền này nằm từ đầu này đến đầu kia trên đĩa. Điều này không chỉ giới hạn mật độ của các miền từ mà còn cho phép hiệu ứng siêu thuận từ. Đã lâu phát hiện ra rằng nếu một người có thể đặt các miền từ thăng góc với đĩa (cũng được gọi là Ghi theo phương thẳng đứng/vertical recording), mật độ có thể được tăng lên, cùng như sự đối kháng của các miền từ này tiến đến hiệu ứng siêu thuận từ. Mặc dù khái niệm này dễ hiểu song thực tế thực thi thì khó khăn.

Không giống như các đầu từ GMR và đĩa AFC — với cả hai cái này các công nghệ ổ đĩa hiện tại được thêm vào khá dễ dàng — việc ghi thẳng góc yêu cầu các thiết kế đầu từ đọc/ghi hoàn toàn mới. Bạn có ít nhất gấp hai lần số miền từ trong cùng không gian với việc ghi thẳng góc.

Dùng việc ghi thẳng góc, các đầu từ được thiết kế để ghi sâu vào thiết bị, sử dụng lớp dưới từ tính mỏng sâu hơn như con đường trở lại cho từ trường. Điều này cho phép các miền này được sắp hàng theo phương thẳng đứng, do vậy được đặt khá gần nhau không có các vấn đề tương tác ngoài ý muốn.

Việc ghi thẳng góc đầu tiên được chứng minh vào cuối thế kỷ thứ mười chín bởi nhà khoa học Đan Mạch Valdemar Poulsen, cũng là người đầu tiên chứng tỏ rằng âm thanh được ghi bằng từ tính. Không có nhiều thuận lợi cho nghiên cứu việc ghi thẳng góc cho mãi đến năm 1976 khi Shun-ichilvvasaki (Chủ tịch Tohoku Institute of Technology ở Nhật Bản) xác định những lợi thế mật độ nổi bật trong việc ghi thẳng góc. Kế tiếp năm 1978, Tiến sĩ T. Fujivvara bắt đầu một chương trình nghiên cứu và phát triển chuyên sâu tại Toshiba Corporation, cuối cùng dẫn đến sự hoàn hảo của đĩa mềm tối ưu hóa cho phương pháp ghi thẳng góc và lần đầu tiên có khả năng thương mại các thiết bị lưu trữ từ dùng kỹ thuật này.

Phương pháp ghi thẳng góc dùng đầu tiên cho PC là định dạng đĩa mềm 3 1/2″. 2.88MB ED (extra-high density) được phát triển bởi Toshiba và được công bố chính thức năm 1987, cuối cùng các ổ đĩa ED và các đĩa cùng đi vào sản xuất năm 1989. IBM chính thức chấp nhận các ổ đĩa này trong các hệ thống PS/2 của họ năm 1991, một số nhà sản xuất bắt đầu chế tạo chúng cho IBM và những nhà sản xuất PC khác, bao gồm Toshiba, Mitsubishi, Sony, Panasonic. Bởi vì một ổ đĩa 2.88MB ED đọc và ghi hoàn toàn các đĩa HD 1,44MB (nhờ các nhà sản xuất BIOS tích hợp toàn bộ hỗ trợ ổ mềm 2.88MB trong BIOS) và cùng do DOS 5.0 và mới hơn bao gồm hỗ trợ cho định dạng 2.88MB. sự thay đổi đến 2.88MB là một quá trình dễ dàng. Không may, do chi phí đĩa cao và sự gia tăng khá chậm về dung lượng dữ liệu tại thời điểm khi các đĩa mềm đang được thay thế bởi các CD có khả năng ghi, những ổ đĩa này không bao giờ nổi tiếng.

Bất chấp sự thất bại của ổ mềm 2.88MB ED trên thị trường. Toshiba và những công ty khác tiếp tục phát triển phương pháp ghi từ tính thẳng góc cho những đĩa khác, đặc biệt là các ổ đĩa cứng. Không may là họ tìm thấy rằng khi tiến đến các ổ cứng, công nghệ ghi thẳng góc đi quá xa trước khi đến thời điểm của nó, nơi công nghệ hiện hữu vẫn sử dụng tốt và nơi việc phát triển mật độ vẫn tiến triển ở mức gần như quá nhanh cho nền công nghiệp đồng bộ hóa. Hầu như mất hơn 20 năm trước khi phương pháp ghi theo chiều ngang bất đầu lắng xuống khi đạt đến 100Gbits/sq. inch và giới hạn siêu thuận từ không rõ rệt buộc các kỹ sư chế tạo ổ đĩa tìm ra sự biện minh cho việc chuyển sang phương pháp ghi thẳng góc.

Tháng 4 năm 2002, Read-Rite Corporation, một nhà chế tạo chủ yếu các đầu từ đọc/ghi, đạt đến mật độ vùng l30Gb/sq. inch trong ổ đĩa mẫu dùng đĩa được cung cấp bởi Maxtor công ty con của MMC Technology. Tháng 10 năm 2001, Seagate Technology thông báo họ đạt được mật độ vùng nhiều hơn 100Gb/sq. inch trong ổ đĩa mẫu cũng dùng công nghệ này. Theo hai nghiên cứu độc lập được công bố năm 2000. phương pháp ghi thẳng góc được dự kiến cho phép mật độ 500Gb đến 1,000Gb (I terabit) cho mỗi inch vuông trong tương lai, một dự đoán cũng là con đường tới sự thật.

Cuối cùng là về phương diện thương mại phương pháp ghi thẳng góc đã có trên các 0 đĩa cứng vào 16/8/2005. khi Storage Device Division của Toshiba thông báo lô hàng ổ cứng đầu tiên của thế giới dùng công nghệ PMR. Đây là những ổ đĩa 1.8″ được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị điện từ tiêu dùng xách tay đáng chú ý là hầu hết các thiết bị Apple iPod, nhưng cũng được tìm thấy trong một số máy tính laptop nhỏ nhất như là dãy máy Toshiba Libretto. Các ổ đĩa đầu tiên 1.8″ dùng PMR này là 40GB và 80GB. lưu trữ 40GB trên một platter có sẵn trong phiên bản 40GB platter đơn và 80GB platter đôi. Những ổ đĩa này có tính năng mật độ vùng cao nhất của bất kỳ ổ đĩa nào trên thị trường: 133Gb/sq. inch (206Mb/sq. mm). Mặc dù không thường được dùng trong các máy tính, những ổ đĩa này được tìm thấy trong một số hệ thống laptop cực kỳ nhẹ và nhỏ như là Toshiba Libretto.

Tháng 6 năm 2006, Toshiba giới thiệu ổ đĩa PMR 200GB 2.5″ chỉ dày 9.5mm và nặng 98gram. Nó trở thành ổ đĩa 2.5″ dung lượng cao nhất có sẵn tại thời điểm, cũng có mật độ vùng trong ổ đĩa cao nhất thế giới (178.8Gb/sq. inch hay 277Mb/sq. mm). Tháng 10 nàm 2006, Toshiba thông báo họ săn xuất nhiều hơn một triệu ổ đĩa dùng công nghệ PMR.

Seagate giới thiệu ổ cứng trên cơ sờ PMR 2.5″ đầu tiên của thế giới với Momentus 5400.3 160, một ổ đĩa 160GB 2.5″ được thiết kế chù yếu cho laptop. Mặc dù Seagate thông báo về ổ đĩa vào tháng 6 năm 2005. Họ không sẵn sàng cho việc kinh doanh cho đến tháng 1 năm 2006. Tháng 4 năm 2006, Seagate giới thiệu ổ đĩa Barracuda 7200.10. là ổ cứng 750GB đầu tiên trên thị trường cũng như ổ đĩa 3.5″ đầu tiên dùng phương pháp ghi thẳng góc. Seagate cũng chứng tỏ việc ghi mật độ vùng 245Gb/sq. inch với tốc độ dữ liệu 480Mbps dùng PMR và cho biết nó sẽ có khả năng đạt đến 500Gb/sq. inch trong tương lai, sẽ gia tăng dung lượng các 0 đĩa gấp năm lần so với những ổ dĩa dùng phương pháp ghi theo chiều ngang quy ước. Tại mật độ vùng 500Gb/sq. inch, ổ đĩa 3.5″ có thể lưu trữ 2TB. một ổ đĩa 2.5″ trong laptop có thể là 500GB và một Microdrive I” có thể lưu trữ 50GB dữ liệu.

Những nhà sản xuất khác cũng phát triển các ổ đĩa PMR. Tháng 4 năm 2005, Hitachi chứng tỏ mật độ dữ liệu phương pháp ghi thẳng góc 230Gb/sq. inch, có thể dẫn đến một Microdrive 20Gb được phát hành trong năm 2007. Lưu ý rằng các Microdrive được dùng trong các thiết bị truyền thông xách tay như là AppleiPod Mini và Creative Zen Micro. Tháng 1 năm 2007. Hitachi ra mắt Deskstar 7K1000. dùng phương pháp ghi thẳng góc để đạt đến mốc lịch sử của ổ đĩa ITB (terabyte) đầu tiên của thế giới. Tại buổi giới thiệu. Hitachi nhận xét rằng mất 35 năm nền công nghiệp lưu trữ mới đi từ dung lượng ổ đĩa 5MB đến 1GB (1956 đến 1991). 14 năm để đạt 500GB (1991 đến 2005) và chỉ hai năm (2005 đến 2007) đạt 1TB. Điều này chứng minh rõ ràng định luật Moore hiệu quả cho lưu trữ từ tính. Sau đó vào tháng 6 năm 2007. Hitachi giới thiệu 5K250, ổ đĩa 250GB 2.5″ lưu trữ dữ liệu tại mật độ vùng 205Gbits/sq. inch. Những ổ đĩa 2TB 3.5″ và 500GB 2.5″ lưu trữ dữ liệu tại mật độ vùng 400Gbits/sq. inch.

Thực tế các nhà sản xuất ổ cứng chuyển phần sản xuất chủ yếu của họ về các ổ đĩa trên cơ sở PMR để tiếp tục hướng phát triển dung lượng lớn trong lưu trữ từ tính.