本文作者：Brendan Collins 西部数据公司 Device 部分商场部副总裁
从大数据和其他大型数据生成应用领域获得的价值和情报，既为企业创始了扩展硬盘容量的战略机会，也激化了咱们在若干年前就现已开端着手应对的应战。在成功开发第四代氦气硬盘后，咱们即意识到，现有的笔直磁记录(PMR)技能或许无法获得更多的硬盘容量进步，所以咱们很早就投入了多种的技能研制，以期可以扩展硬盘容量。现在看来，咱们的这一决议十分正确并为未来开展铺平了路途，咱们可以将大马士革磁头制作技能和能量辅佐磁记录技能相结合，用来添加PMR硬盘的容量。
因为磁头组件会影响硬盘扩容，因而，假如写入磁头过大，则很难产添加面密度(即沿磁道的每英寸位数(BPI)乘以每英寸磁道数(TPI)所得成果)所需的较小磁道。每英寸磁道数越多，面密度就越大，磁盘外表可用的每平方英寸容量就越大。因为尺度缩放遭到磁道长度写入功能的约束，为了扩展容量，需求引进一个窄小牢靠且距离更小的写入磁头，以包容较小的磁道。
咱们将选用大马士革工艺出产的写入磁头与微驱动规划相结合，获得了优于以往干式磁极头工艺的每英寸磁道数，进步了写入功能，可以更好地操控磁头几许形状和制作工艺公役，改进了磁头尺度的缩放，并大幅削减了相邻磁道搅扰(ATI)。由此，咱们不只可以大幅进步可运用磁道密度，并且进步了磁头质量和相关产值。凭借大马士革制作工艺将多层资料堆积并镀在磁头部位，可以更好地操控磁头形状和尺度，还可运用极薄的多层资料来制成杂乱的磁头结构，不管何种形状都可制作。
下一波硬盘扩容
跟着移动设备和物联网(IoT)设备发生的数据激流到达新的水平，硬盘在近期需求进一步扩展容量并获得更多的技能出资，与此一起，硬盘还将在未来的10-15年内持续为企业发明数十亿美元的开展机会。硬盘扩容的下一步是需求减小介质颗粒的尺度，并运用较小的磁头来磁化颗粒。大马士革工艺旨在出产出更窄小的磁头，使得每个细小磁化颗粒可以向上或向下对齐，以便履行写入操作。
在开发窄小的写入磁头的过程中，难点在于较小尺度的磁头能否发生满意的磁场使磁体向上或向下翻转。假如能量势垒过低，则磁性膜介质简单遭到磁盘上的热不稳定性影响，并且磁体或许无意中自行翻转，然后失掉数据的完整性。要想添加磁盘容量，存储介质所具有的能量势垒有必要可以战胜热不稳定性，此外，写入磁头有必要要在进行写入磁盘操作时帮忙下降能量势垒。现在有两种磁记录技能正在开发之中，可以经过热辅佐或微波辅佐的办法完成能量进步，可是这两种技能都需求战胜一些困难。
每个比特都存储在接连磁性膜内的磁性颗粒中。
想要添加磁盘容量，介质上的颗粒尺度有必要更小，还需求运用较小的磁头来磁化颗粒。
微波辅佐磁记录(MAMR)技能概略：
MAMR技能运用由自旋力矩震动器(STO)发生的微波场来供给能量辅佐。尽管MAMR技能自身并不新颖，但运用自旋力矩震动器生成磁场来翻转硬盘中的磁体不只具有立异性，并且对硬盘规划发生了革新性影响。
依据这种办法，自旋力矩震动器坐落磁头的写入磁极周围，可发生电磁场，然后在较弱的磁场中将数据写入到介质中。微型自旋力矩震动器嵌入在磁头内部，不只在磁头组件规划方面获得打破，还可大幅添加容量并进步牢靠性。
磁盘上的磁性颗粒与旋转陀螺仪相相似，在没有外部磁场效果的情况下，可以在向上或向下的方向上保持稳定。当沿着与磁体当时状况相反的方向施加满意的磁场时，磁极会在施加的磁场方向上翻转。经过自旋力矩震动器施加额定的磁场，可以在较弱的磁场条件下更快速地翻转磁体。
内部测验标明，MAMR能量辅佐与运用大马士革工艺出产的磁头相结合运用，可以发明出比当时业界抢先的PMR磁头更多的容量进步，并具有愈加宽广的面密度添加远景。寿数牢靠性测验标明，MAMR磁头的均匀无故障时刻是热辅佐磁头的一百倍。此外，咱们还对多个磁头进行了牢靠性测验，99.99%的受试MAMR磁头在写入寿数小时数方面要优于99.99%的受试热辅佐磁头好几个数量级。学术研究还发现，MAMR可以将面密度扩升到每平方英寸4Tb以上。
因而，为进步企业级硬盘存储容量，咱们将于2019年推出MAMR硬盘产品;与此一起，咱们还将持续出资于MAMR技能，充分运用现有的PMR才干以及经过实践验证的成功根底架构。咱们现已拟定了一份技能路线图，方案推出多代超大容量企业级产品，在未来五年内将磁道密度扩展至100万TPI以上。
热辅佐磁记录(HAMR)技能概略：
曩昔10-15年间，业界对热辅佐磁记录(HAMR)技能充溢等待，期望借此开宣布HAMR硬盘产品。可是时至今日，并无任何HAMR硬盘产品面世，这肯定是有原因的。HAMR技能的施行本钱昂扬，还存在技能杂乱和牢靠性方面的问题，因而在短期内难以完成产品化和批量出产。
该技能的原理是：将一个激光二极管直接置于写入磁头组件的前方，然后迅速地加热高矫顽磁性的介质，这种介质只要经过加热才干写入数据;跟着激光二极管发生的高热量削减，介质逐步冷却下来，介质的矫顽磁性添加，比特数据存储到磁盘上，使得数据很难被意外删去。
在每个硬盘磁头组件中布置激光二极管不只本钱昂扬，并且真实令人担忧的是，在狭小的空间内发生高热量会导致严峻的牢靠性问题。并且，在写入磁头或介质磨损用坏之前，介质可被加热和写入的次数是有限的。
激光二极管加热后会发生高温，有必要运用贵重的玻璃基板，无法运用现在超大容量企业级硬盘常用的高性价比铝磁盘资料。此外，HAMR硬盘还需求运用新资料来涂覆介质，因而进步了技能和制作危险。铁铂资料之所以被挑选，是因为其具有可接受激光加热的矫顽磁性和热功能。现在咱们运用的硬盘一般选用经过几代强化的钴铂介质，并且是经过高效制作工艺加工而成。
要想运用HAMR技能来满意当今数据中心的牢靠性要求并制作出可行的高容量HAMR硬盘，咱们还需求花费很多的时刻来处理相关的技能难题。这些难题包含但不限于：运用激光二极管以牢靠的办法加热窄小的点，消除导致磁头组件残留的碳蒸汽堆积物，削减磁头和介质的磨损等，而这样一来，或许还需求对主机软件进行更改。
结语：
咱们评价以为，HAMR硬盘在短期内并不具有商业可行性，在未来几年里依然需求处理许多工程、制作和牢靠性方面的难题。依据咱们的产品出资战略，咱们仍是会在未来持续出资研制HAMR技能，可是与此一起，咱们将致力于MAMR技能的开拓立异，据此开发新一代的超大容量企业级硬盘。MAMR是一种能量辅佐磁记录技能，可以完美匹配咱们的氦气密封硬盘，因而咱们以为，赶快完成MAMR产品化将带来足够的增加空间，使咱们可以在未来十年乃至更长时刻内进步企业才干。
作者简介：Brendan Collins
Brendan Collins现任西部数据公司Device部分商场部副总裁，担任保证公司硬盘产品的立异性、高品质和竞争力，一起满意从企业级电子产品到消费类电子产品应用领域客户提出的各种需求。
Brendan Collins具有超越20年的硬盘职业技能及办理经验，曾担任希捷科技企业商场开发总监和迈拓公司(被希捷收买)营销副总裁，还曾在昆腾公司和数字设备公司的产品开发和制作工程部分担任过办理职务。
