Seagate

Mozaic 3+ - это комплекс технических решений и технологий, позволяющий поднять емкость жестких дисков при обеспечении надежности ее хранения. Mozaic 3+ позволяет достичь емкости для стандартных 3,5 дюймовых HDD в 30 Гб или выше, при 10 пластинах внутри корпуса.

Технологии эти следующие:

Superlattice Pt-Alloy Media - новый материал для поверхности магнитных пластин на основе наночастиц из железа и платины. Обеспечивает устойчивое намагничивание зерен, имеющих диаметр до 35 нм. Магнитный слой образуется путем нанесения тонких пленок FePt на кристаллические подслои на специальной стеклянной подложке. Эти подслои служат шаблоном, определяющим ориентацию и порядок зерен FePt в процессе осаждения. Последующий отжиг при высоких температурах дополнительно способствует упорядочению зерен FePt, что приводит к фазовому превращению, которое улучшает магнитные свойства носителя и выравнивание зерен.

Nanophotonic Laser - микролазер, обеспечивающий кратковременный нагрев зерна до 400^oC перед его намагничиванием. Охлаждение зерна после его намагничивания занимает 2 нс.

Plasmonic Writer - записывающая головка, имеющая в своей основе традиционный магнитный сердечник.

Photonic Funnel - это волновод, который направляет лазерный свет непосредственно на квантовую антенну.

Quantum Antenna - квантовая антенна, производящая плазмонное поле из лазерного излучения и фокусирующее его в пучок диаметром менее 35 нм. для нагрева магнитного зерна. Плазмонное поле - колебания электронов на квантовом уровне, индуцированных светом на поверхности металла.

Spintronic Reader 7 Gen. - 7-е поколение считывающих головок, принцип работы которых основан на туннельной магниторезистивности (туннельное магнитосопротивление). Считывающая головка включает чередование магнитных и немагнитных слоев, которые преобразуют магнитные сигналы на поверхности пластины в электрические.

12 nm Integrated Controller - контроллер, обеспечивающий слаженную работу всех компонентов платформы. Впервые, Seagate применила высокопроизводительный процессор RISC-V собственной разработки (первый процессор RISC-V, когда-либо использовавшийся для управления функциями жесткого диска), обеспечивающий до трех раз большую производительность по сравнению с предыдущими решениями.

Компания Seagate считывающие головки для будущих жестких дисков на основе туннельного магниторезистивного эффекта (сопротивления) - TMR (Tunnel magnetoresistance). TMR схож с GMR (Giant MagnetoResistance) - гигантским маниторезистивным эффектом, заключающимся в том, что в структуре, состоящей из чередующихся магнитных и немагнитных слоев, в немагнитном слое происходит значительное изменение электрического сопротивления, при изменении направления намагниченности примыкающих магнитных слоев.

В TMR-головках магнитные слои разделены тонким (1 нм) изолятором, через который могут проходить электроны в случае изменения векторов намагниченности магнитных слоев относительно друг друга. Проход электронов через диэлектрик меняет сопротивление слоев. Намагниченность слоя, обращенного к поверхности пластины, меняется при прохождении над магнитными доменами. Таким образом происходит считывание данных.

TMR была открыта в 1975 году Мишелем Жюльером. Данный эффект проявлялся при температуре 4,2 К (чуть выше Абсолютного нуля), при этом относительное изменение сопротивления составляло около 14%, что затрудняло его применение при таких условиях, да и не было такой надобности.

Только в 2004 году группа Перкина и группа Юаса смогли изготовить образец на основе Fe/MgO/Fe и достичь величины туннельного магнитосопротивления в 200 % при комнатной температуре. К этому времени плотность хранения данных на жестких магнитных дисках росла большими темпами и постоянно требовались все более чувствительные считывающие головки, способные уловить магнитное поле магнитных доменов, размер которых достиг 1 мкм и продолжал уменьшаться.

Компания Seagate представила первые HDD с новым интерфейсом SATA версии 1.

Новый интерфейс привнес новый более компактный и надежный разъем. А шина передачи данных стала последовательной, что привело к значительному сокращению количества проводников. Данные стали передаваться отдельными порциями (пакетами).

Появилась возможность подключать/отключать накопители "на горячую", при включенном компьютере.

Первая версия SATA позволяла достичь скорости обмена данными между контроллером диска и хостом - 150 Мб/сек.

Такаое нововведение, характерное для интерфейса SATA, как Native Command Queuing (NCQ) появится только в SATA II. NCQ - очередь команд на чтение/запись, которой управляет контроллер HDD, обеспечивая очередность и оптимальное исполнение всех команд, в зависимости близости расположения блоков на дисках, с которыми предстоят операции. Это позволяет повысить производительность накопителя за счет более упорядоченного перемещения головок чтения/записи.

Это было последнее повышение скорости вращения пластин для увеличения скорости последовательного чтения/записи. Хотя, стоит сказать, забегая вперед, что в 2008 г. Western Digital начнет разработку HDD со скоростью вращения пластин 20.000 об/мин., чтобы конкурировать с твердотельными накопителями, которые активно начнут захватывать рынок. Но, такой накопитель так и не будет выпущен.

Чтобы поднять скорость чтения/записи без повышения скорости вращения шпинделя, можно применить два актуатора с головками чтения/записи. Такое решение представит Seagate в 2019 году в своем HDD Seagate Exos 2X14 14 Тб со скоростью чтения/записи свыше 500 Мб/сек, чего достаточно для конкуренции с SATA-SSD.