Nuevas técnicas para discos duros de mayor capacidad
Gracias a la tecnología Shingled Magnetic Recording tendremos discos duros de más de 10TB
Está claro que el desarrollo de los soportes de almacenamiento informático avanza a pasos agigantados, con la aparición de los SSD y el aumento exponencial de la capacidad de los discos duros magnéticos actuales. Sin embargo, los HDD están comenzando a verse con el problema de intentar almacenar aún más información manteniendo el mismo espacio, lo cual se está investigando desarrollando nuevas técnicas. Antes de hablaros de ellas, veamos cómo funcionan los discos duros.
Un disco duro está compuesto de varios platos o pistas apilados que suelen estar fabricados de aluminio o cristal recubiertos con una fina capa magnetizable. Éstos discos giran a una velocidad media entre 5000 y 10000 rpm y son leídos por un cabezal magnético, el cual flota sobre los platos a tan sólo 10 nanómetros de su superficie, lo que ayuda a alojar mucha información.
Los cabezales leen los datos de los discos, borran el contenido y emiten pulsos de corriente eléctrica para magnetizar los bits y asignarles un valor de 0 ó 1. Dichos cabezales están unidos a un brazo que se mueve mediante potentes imanes que registran cambios de polaridad en el disco. Si hay un cambio de polaridad hay un “1” y si no lo hay es “0”. Además de esto, los discos duros también poseen una placa con un circuito electrónico que interpreta nuestras órdenes y las ejecuta en el interior del disco a través del brazo del cabezal, y el eje en el que se apilan los discos.
Los discos duros actuales utilizan un sistema de magnetización denominado “Perpendicular Magnetic Recording” (PMR) que resulta en surcos de grabación de 75 nanómetros y discos duros de hasta 10TB, mientras que los más antiguos emplean el “Longitudinal Magnetic Recording”. Sin embargo, ha llegado el momento en el que no caben más en el tamaño de 3,5 pulgadas, por lo que se ha planteado disponerlos en varias capas, surgiendo la técnica “Shingled Magnetic Recording” (SMR), la cual consigue en efecto un mayor almacenamiento pero sacrifica la velocidad de escritura (siendo alrededor de 8MB/s), ya que el cabezal que se utiliza para ello es mucho más fino que el de escritura, donde puede llegar hasta los 190MB/s.
Además de esto, también se realiza el proceso “Read-modify-write” que coge la información ya almacenada y la copia a otra parte del disco duro o a una memoria caché de estado sólido en un disco duro hibrido, para que ésta no se borre cuando se escriba la nueva información, la cual es sobreescrita donde se encontraba la original. Así, este sistema permite leer y escribir nueva información a la vez, pero de forma lenta.
Por otro lado, existe otra técnica para lograr más capacidad de almacenamiento en los discos duros. El equipo de investigación de Materiales Magnéticos de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) ha publicado en la revista científica de física “Chemistry of Materials” un trabajo de investigación en el que han creado un modelo de nanopartícula desde cero utilizando una cámara de vacío, capaz de estabilizar el magnetismo de los bits a un nuevo nivel.
Ya que se sabe que la temperatura desordena la orientación magnética de los bits cuando son muy pequeños, y se pretendía hacer que éstos fueran realmente pequeños para así tener una mayor capacidad. “Nuestro descubrimiento no se aplica tanto a los materiales de las pistas del disco, sino al material de su entorno, que le da estabilidad una vez ha sido grabado”, cuenta Juan Antonio González, profesor de Física en la UCLM y principal autor del experimento.
Desde hace tiempo, se sabe que el óxido de cobalto hace que los bits se anclen mejor. Sin embargo, este material es complicado de aplicar y utilizar. Por ello, los investigadores decidieron utilizar unas pocas partículas de cobalto insertadas dentro de una estructura microscópica de cobre, con lo que consiguieron mejorar la estabilización magnética, lo que permite que se puedan hacer bits más pequeños dentro de los discos duros y lograr que éstos tengan mucha mayor capacidad. Sin embargo, este proceso aún está en investigación, pero ofrece interesantes esperanzas para que los discos duros tradicionales sigan conviviendo con el resto de soluciones de almacenamiento.
