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TOSHIBA領先全球 成功運用MAS-MAMR技術,大幅提高硬碟記錄效能,目標提早實現30TB大容量近線硬碟的商用化

(本資訊由廠商提供,不代表PCDIY!立場) 2022-01-13 12:15:07
Toshiba集團日前宣布,Toshiba領先全球[1],首次成功運用「微波輔助切換—微波輔助磁記錄技術」(MAS-MAMR),提升硬碟記錄效能。這項新一代磁記錄技術可大幅提升儲存容量。Toshiba期望透過該項技術,提早實現30TB大容量近線硬碟商用化的目標。

Toshiba致力研發MAMR技術,此技術是增加硬碟記錄密度的突破性技術之一。在2021年推出的18TB 硬碟,即是運用「磁通控制-微波輔助磁記錄技術」(FC-MAMR™)[2],並藉由旋轉扭矩振盪器來輔助記錄。而新一代MAS-MAMR技術則是讓碟片曝露於微波下,藉此改善記錄的密度;此記錄密度的改善幅度預估將超越前一代的FC-MAMR™,並已在近期實際驗證中獲得確認。

為展現MAS-MAMR整體優越之處,Toshiba與開發商合作,包括硬碟碟片製造商Showa Denko K.K. (昭和電工株式會社,以下簡稱”SDK”

) 和硬碟磁頭製造商TDK Corporation (東京電氣化學株式會社,以下簡稱”TDK”) 。近日MAS-MAMR成功提升記錄效能,正是三方合作下的成果。

Toshiba將於2022年1月10日至14日舉行的Joint MMM-INTERMAG Conference 2022國際研討會中,發表最新開發的旋轉扭矩振盪器細節,並介紹其振盪特性。

研發背景
數據中心的數位資料儲存是現代資訊的基礎建設支柱,協助數位化和數位轉型,且在COVID-19疫情之下更顯重要。儲存需求持續飛速成長,雲端及傳統數據中心不可缺少的大容量近線硬碟,其市場規模預估也將在2025年擴大至175億美元[3]。由於對儲存裝置的需求不斷變化,也進一步帶動對硬碟容量的增長。

為了提高硬碟記錄的密度,勢必會面臨三種不同目標的衝突;一是微化碟片上的磁粒,二是維持磁粒的熱穩定性,三是保留足夠的記錄效能。碟片上覆滿了細小的磁粒,可依據磁化方向留存資訊。雖然縮小碟片上的記錄位元後,可改善記錄密度,但變小的磁粒,會影響磁化的熱穩定性,而一旦熱穩定失衡,就可能導致資料的流失。

在提高記錄密度的前提下增加熱穩定性,就需要矯頑力更高的材質,以維持磁化的向量。但增加矯頑力之後,記錄磁頭較難產生足夠的記錄磁場;若要克服這項問題,則需要新一代的磁記錄技術,由外來能量的方式來輔助記錄。

新一代磁記錄技術研發進展可望克服這項難關。根據理論,MAS-MAMR可運用微波大幅提升記錄密度,但微波輔助切換效應(MAS-MAMR效應)對於記錄條件和改善記錄效能,尚未得到證實。

技術特性
Toshiba新開發的「雙振盪式旋轉扭矩振盪器」(dual FGL STO),是使用雙層磁場生成層進行微波照射。此振盪器 (STO) 利用較小的電流高效產生微波,並進行局部照射。結合記錄磁頭後,即可提升MAS-MAMR記錄效能。

為驗證MAS-MAMR的效果,TDK開發出結合STO的新記錄磁頭,SDK則開發了新記錄碟片。在這2家公司的合作下,Toshiba也確認了STO在新記錄磁頭可達到穩定的振盪效果。

Toshiba後續結合新研發的STO、記錄磁頭和碟片,確認了MAS-MAMR的效果,並率先成功驗證MAS-MAMR記錄效能可提升6dB[4]。這項技術可望讓硬碟硬碟容量突破30TB。MAS-MAMR在這項驗證後邁出一大步,更有機會做為新一代磁記錄技術,大幅改善記錄密度。


[1]截至2021年12月24日的Toshiba研究

[2]FC-MAMR™:磁通控制MAMR,FC-MAMR™為Toshiba Devices & Storage Corporation的商標

[3]資料來源:Techno-System Research Co.,2021年12月「年度硬碟市場趨勢」

[4]評估覆寫特性

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