Способы записи информации на винчестер, головки чтения-записи
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?и плотности записи рано или поздно начинает существенно уменьшаться устойчивость записанных данных к внешним воздействиям. Так, повышенная температура окружающей среды может привести к возникновению тепловых флуктуаций (случайных отклонений от состояния равновесия) в записывающем слое.
Для простоты понимая опишем ситуацию для одного магнита:
В магнитном поле магнит выстраивается вдоль силовых линий поля. Выведенный же из состояния равновесия, он начинает колебаться и при затухании колебаний возвращается в исходное состояние в соответствии с направлением силовых линий поля. При повышении температуры микроскопический магнит может испытать случайные тепловые флуктуации и после затухания колебаний вернуться в положение вдоль силовых линий поля, но уже в противоположном направлении.
Вероятность этого напрямую зависит от размера магнита: чем меньше магнит, тем меньше нужно энергии, чтобы он смог изменить направление. Уменьшение физических размеров магнита (или домена) вдвое может привести к увеличению вероятности смены направления на десять и более порядков.
При дальнейшем уменьшении доменов вероятность изменения состояния резко возрастает, пропадает остаточная намагниченность и существенно падает магнитная проницаемость среды.
Проще говоря, магниты начинают хаотично изменять направление, отчего ослабевает поле, нарушается порядок доменов, их суммарный магнитный момент становится ничтожно малым. Записанную информацию прочесть уже не удается, она теряется.
Этот эффект и называется суперпарамагнетизмом. Суперпарамагнитный предел сдерживает уменьшение количества доменов, используемых для хранения одного бита информации.
Для преодоления суперпарамагнитного предела был разработан способ перпендикулярной записи информации. В отличие от классических методов записи, когда магнитное поле генерируется записывающей головкой, парящей над диском с магнитным слоем, и частично проникает в записывающий слой, в устройствах с перпендикулярной записью магнитное поле генерируется между срезом полюса и подслоем из магнитомягкого материала. Этот подслой расположен ниже записывающего материала и фактически является частью диска. Такой подход позволяет намагничивать домены, легкая ось которых направлена перпендикулярно поверхности диска.
Как следствие, исчезает один из основных дестабилизирующих факторов продольной записи - размагничивание на границах битов (чтобы понять механизм этой проблемы, достаточно вспомнить, как ведут себя два магнита, которые мы пытаемся соединить, прикладывая их одноименными полюсами). При перпендикулярной записи конфигурация доменов оказывается более стабильной, к тому же эффект размагничивания проявляет себя еще слабее при увеличении толщины записывающего слоя, что попутно способствует теплоустойчивости. Зона перехода бит становится тоньше, а значит, увеличивается линейная плотность записи.
Вторым преимуществом перпендикулярной записи оказывается форма считываемого сигнала. Если рассмотреть диаграммы полей рассеивания, испускаемые средами для продольной записи и для перпендикулярной с подслоем, можно заметить, что для продольной записи сигнал исходит только из зон переходов, для перпендикулярной же записи поле исходит из эффективных магнитных зарядов, то есть сигнал присутствует во всей области чтения, а не только в зонах переходов.
Благодаря перпендикулярной записи разработчикам удалось несколько отодвинуть суперпарамагнитный предел. Мощное магнитное поле, возможность использования для записи толстой среды и ничтожно малое размагничивающее поле в зонах переходов позволяют повысить плотность записи еще на порядок. Далее суперпарамагнитный предел будет достигнут и для перпендикулярной записи.
Метод перпендикулярной записи позволяет не преодолеть полностью суперперемагнитный предел, а лишь отодвинуть его. Эксперты полагают, что вплоть до 2010 года перпендикулярная запись не исчерпает своих возможностей. К этому времени должны достичь готовности для коммерческого использования ряд перспективных технологий хранения информации. Такие как принцип тепловой магнитной записи и технология структурированного носителя которые мы описали выше.
Источники литературы
1.
2.
.
.
твердотельный винчестер суперпарамагнитный память