211service.com
Naujas būdas skaityti standžiuosius diskus
Duomenų tankis standžiajame diske kasmet padvigubėjo per pastaruosius 30 metų, o kad neatsiliktų nuo to, mokslininkai gamino vis mažesnius jutiklius, kad nuskaitytų mažyčius diske saugomus bitus. Šiuolaikiniuose standžiuosiuose diskuose yra neįtikėtinai daug duomenų – daugiau nei 200 gigabitų kvadratiniame colyje. Tačiau pramonei ruošiantis iki vieno terabito kvadratiniame colyje tankiui, jutikliai pasiekia savo fizines ribas.
Pakavimo duomenys: Kietieji diskai greitai sutalpins net vieną terabitą duomenų viename kvadratiniame colyje – penkis kartus daugiau nei dabar. Dabartiniai skaitymo įrenginiai negalės nuskaityti mažų bitų, todėl JK nacionalinės fizinės laboratorijos mokslininkai pasiūlė naujo tipo skaitymo galvutės jutiklio, kuris galėtų veikti, dizainą.
Tyrėjai iš Nacionalinė fizinė laboratorija , Tedingtone, JK, dabar siūlo naują jutiklio konstrukciją, leidžiančią nuskaityti bitus standžiajame diske. Dizainas, paskelbtas Taikomosios fizikos žurnalas , pagrįstas kitokiu magnetiniu efektu nei dabartinės skaitymo galvutės. Tai gali lemti daug plonesnes ir mažesnes skaitymo galvutes, tinkamas duomenų tankiui iki vieno terabito kvadratiniame colyje, sako pagrindinis tyrėjas Marian Vopsaroiu.
Naujasis jutiklis taip pat sunaudotų šiek tiek mažiau energijos nei dabartinės skaitymo galvutės – tai ypač naudinga nešiojamiesiems kompiuteriams ir MP3 grotuvams. Ir tai gali pagerinti skaitytojo greitį. Duomenis galėtumėte nuskaityti dešimt kartų greičiau, sako Vopsaroiu. Vietoj vieno GHz galite skaityti nuo penkių iki dešimties GHz.
Šiuo metu nešiojamieji kompiuteriai ir kompiuteriai naudoja magnetinio atsparumo efektą standžiojo disko duomenims skaityti. Kietieji diskai saugo bitus magnetiniu būdu; priklausomai nuo bito magnetinio lauko krypties, jis gali reikšti bitą 1 arba 0. Skaitymo galvutei skriejant virš disko, bitų magnetiniai laukai sukelia atitinkamą varžos pokytį skaitymo galvutės jutiklyje. Atsparumas negali būti išmatuotas tiesiogiai, todėl pirmiausia jis konvertuojamas į įtampą naudojant nuolatinę srovę. (Įtampa lygi srovės stiprumui, padaugintam iš varžos.) Kad viskas veiktų, per jutiklį turi tekėti nuolat srovė.
Naujam jutikliui šios nuolatinės srovės nereikės, nes jame naudojamas magneto-elektrinis efektas. Medžiagos, turinčios šį poveikį, turi susietus elektrinius ir magnetinius laukus: jų elektrinis laukas keičiasi reaguodamas į išorinį magnetinį lauką ir atvirkščiai. Taigi naujajame jutiklyje duomenų bito magnetinis laukas tiesiogiai generuos įtampą, o ne varžą. Kiekvieną kartą, kai skrisite ant įrašyto bito, [jis] sukeltų impulso įtampą, kuri yra teigiama arba neigiama, priklausomai nuo bito orientacijos, sako Vopsaroiu.
Jutiklis yra septynių sluoksnių krūva, pagaminta iš medžiagų, turinčių skirtingas magnetines ir elektrines savybes. Kartu jie sąveikauja ir rodo magnetinį-elektrinį efektą.
Dabartiniai skaitymo galvutės jutikliai, priešingai, turi 15 sluoksnių, todėl jie turi būti storesni. 10–15 nanometrų erdvėje beveik neįmanoma sukurti 15–20 sluoksnių krūvos, sako Vopsaroiu. Jis apskaičiavo, kad jo konstrukcija gali lemti plonesnius nei 10 nanometrų jutiklius, kurių duomenų tankis yra vienas terabitas kvadratiniame colyje.
Jis įspėja, kad šiuo metu šie skaičiai yra teoriniai. Nesvarbu, ar dizainas iš tikrųjų veiks, priklauso nuo jutiklio kamino medžiagų. Medžiagos, turinčios tinkamas magnetines ir elektrines savybes, yra sudėtingi lydiniai, tokie kaip švino cirkonio titanatas, kobalto geležies vanadis ir platinos manganas. Iki šiol buvo įrodyta, kad reikiamas magnetines ir elektrines savybes turi tik mikrometrų storio šių medžiagų sluoksniai.
Norint sukurti praktišką skaitymo galvutę, jutiklio krūvos sluoksniai turės būti nuo dviejų iki trijų nanometrų storio. Neaišku, ar medžiagos išlaikys savo savybes tokiais matmenimis. Kai einate prie tokio mažo storio... elgesys gali labai pasikeisti, sako MIT fizikas Jagadeesh Moodera , vienas iš tunelio magnetinio pasipriešinimo efekto, naudojamo dabartinėse skaitymo galvutėse, atradėjų.
Be to, sudėtingų lydinių sujungimas į kelių nanometrų storio jutiklį gali būti iššūkis. Visos medžiagos turi skirtingas savybes ir nebūtinai sutampa viena su kita, sako Moodera. Pavyzdžiui, viena medžiaga gali būti jautri deguoniui, o kitai reikalingas deguonis. Nepaisant to, idėja yra pagrįsta, sako jis, ir prasminga jos siekti [eksperimentiškai].
Vopsaroiu sutinka, kad jo dizainas turės atlaikyti daugybę iššūkių. Tačiau šiandien naudojami skaitymo galvutės jutikliai yra tokie pat sudėtingi, o gamintojai sukūrė būdus, kaip juos lengvai gaminti. Be to, anot jo, norint pasiekti vieno terabito kvadratiniame colyje disko tankio etapą, pramonė turės eksperimentuoti su naujesnėmis skaitymo technologijomis.