компании Hitachi объявили сегодня о завершении разработки новой технологии создания самой маленькой в мире головки чтения для жесткого диска, что вчетверо увеличит его емкость - до четырех терабайт (ТБ) на жестком диске для настольных систем и до одного терабайта на жестком диске для ноутбуков.

Исследователям Hitachi удалось уменьшить размер головки более чем в два раза, что соответствует размеру 30-50 нанометров (нм) – это примерно в 2000 раз тоньше человеческого волоса. Ожидается, что новая головка Hitachi типа CPP-GMR, использующая гигантский магниторезистивный эффект и технологию потока перпендикулярно к пластине, впервые появится в устройствах в 2009 году, а пика популярности достигнет в 2011 году.

Hitachi уверена, что использование головок CPP-GMR обеспечит плотность записи на жестком диске (HDD) от 500 гигабит на квадратный дюйм (Гбит/дюйм2) до одного терабита на квадратный дюйм (Тбит/дюйм2), что в четыре раза превышает плотность записи, доступную на сегодняшний день. Ранее в этом году компания Hitachi GST представила первый в отрасли жесткий диск емкостью свыше одного терабайта, в котором достигнута плотность записи данных 148 Гбит/дюйм2, а максимальная плотность записи, используемая в дисках, которые выпускаются Hitachi GST в настоящее время, составляет 200 Гбит/дюйм2. В этих накопителях используются традиционные головки TMR2, работающие на основе туннельного магниторезистивного эффекта. Записывающая головка и носитель данных – два ключевых элемента, технологии изготовления которых определяют эволюцию в минитюаризации конструкции накопителя и экспоненциальный рост емкости жесткого диска.

Постоянное совершенствование технологий хранения данных на жестких дисках требует обеспечения возможности увеличения плотности записи на носителе все более компактных блоков данных, что приводит к необходимости использования все более миниатюрных головок. Однако с уменьшением размера головки увеличивается электрическое сопротивление используемых в головках датчиков, что, в свою очередь, приводит к увеличению мощности шумов и их влиянию на точность считывания данных.

Для корректного считывания данных, хранящихся на жестком диске, необходимо обеспечить высокий уровень сигнала и низкий уровень шума, следовательно, при разработке эффективных технологий изготовления считывающих головок исследователи стремятся добиться оптимального соотношения «сигнал шум» (С/Ш). По прогнозам исследователей, технология TMR не обеспечит требуемый уровень точности считывания данных при превышении плотности записи данных в 500 Гбит/дюйм2.

Головка CPP-GMR использует датчики с меньшим сопротивлением, чем устройства TMR, что приводит к уменьшению уровня электрического шума, но, в то же время, и к снижению уровня полезного сигнала. По этой причине для широкого практического использования технологии CPP-GMR необходимо решить задачу увеличения уровня считываемого сигнала и одновременного поддержания низкого уровня шума с целью улучшения соотношения С/Ш.

Для решения этой задачи Hitachi, Ltd. и Hitachi GST совместно разработали технологию повышения уровня сигнала и снижения уровня шума с помощью головок CPP-GMR. В сенсоре CPP-GMR для увеличения уровня сигнала используется магнитная пленка на основе материала с высоким показателем рассеивания спина электронов, а также новая технология шумоподавления и точного паттернирования носителя без повреждений для снижения уровня шума. В результате соотношение «сигнал/шум», являющееся важным фактором обеспечения эффективности работы головки, было значительно улучшено. Для головок, поддерживающих толщину дорожки от 30 нм до 50 нм, которые совместно разработали Исследовательский центр Сан-Хосе компании Hitachi GST и Центральная исследовательская лаборатория компании Hitachi, Ltd., был достигнут лучший в индустрии показатель С/Ш – 30 и 40 децибел (дБ) соответственно.

Ожидается, что записывающие головки, которые поддерживают ширину дорожки 50 нм, будут представлены в коммерческих устройствах в 2009 году, а головки, поддерживающие дорожки шириной 30 нм, появятся в устройствах в 2011 году. Головки TMR, использующиеся в современных устройствах, работают с дорожками шириной 70 нм.