Technologies d’enregistrement dans les disques durs

Les parties particulères du disque magnétique peuvent être aimantées par un de deux moyens possibles, qui signifient zéro ou unité, c’est-à-dire 1 bit. Un domain aimanté ainsi s’appelle le domain magnétique et représente un aimant miniaturisé sur la surface du disque avec l’orientation déterminée des pôles magnétiques de sud et de nord. Pour l’enregistrement du bit, la tête magnétique forme d’une manière déterminée le champ magnétique orienté, qui oriente le domain, dont le vecteur d’aimantisation est conservé pendant une longue durée du temps après l’arrêt de l’influence de la tête sur la surface magnétique. La densité d’enregistrement, la quantité d’information, qui peut être enregistrée sur une unité de la surface de la plaque, est liée avec les dimensions des domains. Les valeurs d’un usage général de la densit é d’enregistrement sont:

• BPSI (Bits Per Square Inch) – densité d’enregistrement sur une unité de la surface (areal density) – quantité de l’information, qui peut être enregistrée sur un pouce carré du disque magnétique.
• TPI (Tracks Per Inch) – densité des pistes (track density) – valeur, démonstrante, combien proche l’une de l’autre sont disposées les pistes sur une plaque. On mesure la quantité des pistes sur un pouce.
• BPI (Bits Per Inch) – densité linéaire (linear or recording density) - valeur, démonstrante, combien étroitement sont "emballées" les données sur la piste. Est mesurée en bits sur un pouce de la piste.

Les causes principales d’impossibilité de la diminution sans fin du domain sont:

• Dimension de la tête magnétique. A présent c’est elle qui détermine la valeur minimum de la partie aimantée – domain.
• Affaiblissement du niveau du signal lu et l’augmentation du niveau de bruit dans ce signal.
• Auto-aimantation spontannée du domain, provoqué par l’influence de la température.

En outre de la diminution de la dimension des domains, les fabricants des disques durs utilisent aussi d’autres technologies de l’augmentation de la densité d’enregistrement:

PRML (Partial Response Maximum Likelihood) – vraisemblance maximum pendant la réponse incomplète. Cet algorithme de la conversion du signal analogique, enregistré sur le disque dur, basé sur une série de thèses de la théorie d’identification des prototypes. Dans la méthode PRML on utilise un assortiment des prototypes, avec lesquels est comparé un signal lu, et le signal le plus semblant est pris pour le résultat. Il se compose de deux parties – sous-système Partial Response (réponse partielle) transmet le signal de la forme analogique en forme digitale, en minimisant les bruits, et le sous-système Maximum Likelihood (vraisemblance maximum) effectue le traitement digital du signal pour le retablissement de sa forme la plus vraisemblante. Cet algorithme et son développement EPRML sont utilisés pratiquement dans tous les disques durs contemporains.

AFC (AntiFerromagnetically-Coupled) – Couple antiferromagnétique (pillicules magnétiques compensées). L’essence de l’idée consiste à l’application du recouvrement à trois couches antiferromagnétiques sur le disque du winchester, sur lequel un couple de couches magnétique est divisé par une couche intermédiaire isolante en ruthénium. A cause de la disposition des domains magnétiques l’un sous l’autre, ils forment un couple qui est plus stable à la réaimantation spontannée que le domain unitaire "plat".

PMR (Perpendicular Magnetic Recording) – Vecteur perpendiculaire de l’aimantation. Cette technologie permet d’augmenter pratiquement en deux fois la densité d’enregistrement de l’information et diminue les problèmes avec l’influence magnétique (interférence). A la différence de la technologie classique d’enregistrement, on utilise les domains magnétiques avec le vecteur du champ magnétique perpendiculaire et non parallèle à la surface du disque. Avec cela les domains voisins se différents ne se "regardent" pas déjà par les pôles alternés semblables, qui sont comme on sait, repoussants. Cela permet de diminuer la valeur de la surface entre les domains par rapport à la technologie classique d’enregistrement, ce qui augmente aussi la capacité des disques durs.

Enregistrement longitudinal

Enregistrement perpendiculaire

HAMR (Heat Assistant Magnetic Recording) – Enregistrement thermomagnétique. L’essence de l’idée consiste à l’utilisation des matériels magnétiques, garantissant une haute thermostabilité des sections enregistrées de la surface. Pour l’enregistrement de l’information le domain magnétique est chauffé préalablement avec le faisceau laser focalisé. Le diamètre du faisceau détermine la dimension du domain, correspondant à un bit d’information. A l’élévation de la température du domain ses propriétés magnétiques se changent considérablement ( la force coercitive se diminue) et de telle façon les sections chauffées deviennent capables à l’aimantation. Pour l’introduction de HAMP en fabrication de série il est nécessaire d’élaborer l’évacuateur de chaleur effectif des plaques magnétiques pendant l’enregistrement de l’information.

SOMA (Self-Organized Magnetic Array) – Réseaux magnétiques auto-organisés. Cette technologie prévoit la formation sur la surface du disque d’une couche monodispersée des "massifs magnétiques auto-organisés", se composant des moindres conglomérats en fer et en platine avec la dimension presque 3 nm ( 3nm – ce sont 10-15 atomes de la substance solide, disposés en rangée). L’utilisation de cette "nanotechnologie" permet de diminuer considérablement le niveau d’instabilité des grains magnétiques et de diminuer les dimensions du domain.