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Cómo funciona el disco duro de Terabit por pulgada cuadrada de Seagate
Los discos duros magnéticos pronto podrán almacenar un terabit (un billón de bits) por pulgada cuadrada. Seagate ha demostrado esa densidad de almacenamiento histórica utilizando un nuevo método de grabación magnética que puede meter 10 terabits, y quizás incluso más, en cada pulgada de un disco estándar de 3,5 pulgadas. Los discos fabricados con la tecnología actual pueden contener unos 3 terabytes.
La tecnología, llamada grabación magnética asistida por calor, implica calentar las regiones magnéticas en un disco que contiene bits de datos individuales, lo que permite que esas regiones se hagan más pequeñas. Seagate dice que el método promete seguir aumentando la densidad de almacenamiento y podría conducir a discos duros de 60 terabytes.
Una de las cosas más interesantes de la grabación magnética asistida por calor es que está en su infancia, dice Ed Gage, tecnólogo principal de I + D de medios y directores de Seagate. La compañía apunta a 2015 para su primer producto comercial con la tecnología.
Los discos duros actuales están hechos de aleaciones magnéticas de cobalto y platino. Cada bit se almacena en un área diminuta con un campo magnético que apunta en una de dos direcciones opuestas, que denota un dígito binario 1 o 0. Cuanto más pequeñas son estas áreas magnetizadas, mayor es la densidad del disco. Cuando las áreas descienden a 25 nanómetros por lado cuadrado (correspondiente a 1 terabit por pulgada cuadrada), se vuelven inestables, lo que significa que una pequeña cantidad de calor puede hacer que cambien la dirección de su campo magnético.
Hay disponibles materiales magnéticos más estables, como las aleaciones de hierro y platino, dice Mark Kryder , profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Carnegie Mellon y anterior director de tecnología de Seagate. Sin embargo, escribir en ellos requiere campos magnéticos mucho más grandes que los que pueden producir los cabezales de grabación convencionales. Sin embargo, si calienta el material, funcionarán campos magnéticos más pequeños. Entonces, la grabación asistida por calor implica calentar discos de hierro y platino con un pulso de láser corto cuando el cabezal aplica un campo magnético para escribir datos.
Eso es exactamente lo que ha hecho Seagate. Hace tres años, demostraron una densidad de 250 gigabits por pulgada cuadrada utilizando la tecnología. Desde entonces, dice Gage, han realizado mejoras sustanciales en dos áreas: el cabezal de grabación y el medio de hierro y platino.
El mayor problema con el nuevo cabezal es que necesita enfocar la luz en puntos de 25 nanómetros de ancho, lo cual es difícil con la óptica convencional basada en lentes. Entonces, Seagate usa un espejo parabólico que enfoca la luz hasta un cuarto de su longitud de onda, creando puntos de 100 nanómetros. Para ajustarlo aún más, los investigadores de Seagate utilizan una pequeña antena dorada que recoge la luz y la reenvía en un punto de 30 nanómetros. Es una pieza de oro que debe tener la forma adecuada, dice Gage. Probamos varias formas de antena diferentes.
El medio de hierro-platino presenta sus propias dificultades. Necesita una fuente suave, una microestructura granular muy buena, dice Gage. Tienes que poder desarrollar la estructura cristalina adecuada. Además, dice, el calor se propaga en el material magnético. Tienes que construir capas allí para controlar la forma en que el calor fluye lateral y verticalmente.
La demostración de Seagate muestra que han superado estos importantes desafíos de ingeniería, dice Kryder. Ésta es una gran noticia.
En este momento, Seagate utiliza un láser externo para iluminar el espejo parabólico. Pero Gage dice que ya pusieron un láser dentro de un cabezal de grabación.
No obstante, dice Gage, se necesita mucho más trabajo antes de que Seagate tenga un producto comercial: juntar el cabezal, los medios magnéticos, [los circuitos de control electrónico] y el firmware y colocarlos en un disco duro es un trabajo importante.