Повышение плотности записи с помощью AFC
В 1990 году специалисты компании IBM обнаружили, что металлический рутений является наиболее эффективным немагнитным материалом, который может использоваться в качестве промежуточного слоя в различных устройствах, например в гигантских магниторе-зистивных головках (GMR). Тем не менее прошло более 10 лет, прежде чем это открытие было использовано для повышения плотности размещения информации в дисковых накопителях, что позволило увеличить плотность записи жестких дисков.
В мае 2001 года IBM начала выпуск серии портативных компьютеров с 2,5-дюймовыми жесткими дисками Travelstar, созданными по технологии AFC. В ноябре 2001 года были представлены накопители Deskstar GXP емкостью 80 и 120 Гбайт, созданные по той же технологии.
Благодаря тончайшему (толщиной в три атома) слою рутения, который использовался для разделения магнитных слоев, находящихся с обеих сторон каждого жесткого диска, плотность записи данных повысилась до 25 Гбит/дюйм2. Жесткие диски, используемые в обычных накопителях, имеют только один магнитный слой. Носители, в которых используется слой металлического рутения или, говоря техническом языком, носители с антиферромагнитными двойными слоями (AFC), получили шутливое название пыльца эльфов ("pixie dust"). В настоящее время IBM использует носители AFC в накопителях портативных, настольных и серверных компьютеров. Помимо этого, лицензию на выпуск носителей AFC приобрели другие компании, выпускающие накопители и жесткие диски.
Разработка носителей AFC связана с тем, что дальнейшее повышение плотности информации в магнитных запоминающих устройствах возможно только при уменьшении размеров магнитных областей жесткого диска. Тем не менее чрезмерное уменьшение размеров этих областей может вызвать так называемый эффект суперпарамагнетизма, который заключается в постепенном размагничивании магнитных областей.
Тонкий слой рутения, расположенный между двумя магнитными слоями, позволяет направить магнитные частицы этих слоев в противоположные по отношению друг к другу стороны. Трехслойная конструкция отличается от традиционного магнитного слоя большей физической толщиной, но, несмотря на это, противоположная магнитная ориентация слоев дает возможность носителям функционировать как одинарный слой со значительно меньшей общей толщиной. В результате головки чтения/записи накопителей получают возможность записывать меньшие сигналы высокой плотности, тем самым увеличивая емкость запоминающих устройств данного размера без риска ухудшения сигнала. На рис. 9.13 показаны обычный однослойный носитель и жесткий диск, созданный по технологии AFC.
Рис. 9.13. В традиционных носителях используется только один магнитный слой, тогда как в носителях AFC применено два магнитных слоя, отделенных друг от друга тонким слоем рутения
Увеличение плотности записи в гигантских магниторезистивных головках (GMR) достигается за счет использования двух магнитных слоев, разделенных тонким проводящим слоем. В носителях AFC используется тот же принцип. В сущности, носители этого типа представляют собой пример использования принципов, относящихся к магниторезистивным головкам чтения/записи, для развития записывающих слоев запоминающих устройств. Предполагается, что со временем емкость запоминающих устройств на носителях AFC увеличится в четыре раза, что позволит создать накопители с емкостью до 100 Гбит/дюйм2. В действительности емкость 3,5-дюймовых жестких дисков для настольных компьютеров увеличится до 400 Гбайт, емкость 2,5-дюймовых жестких дисков для портативных систем — до 200 Гбайт, а емкость накопителей IBM Microdrives, использующих дюймовый жесткий диск, — до 6 Гбайт.