安娜·霍穆洛-福托利亚

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MAMR硬盘可能会动摇存储行业

微波辅助磁记录技术可能是下一个突破性的硬盘技术，有望比热辅助磁记录驱动器具有更低的成本和更高的可靠性。

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出版：2018年6月4日

2017年10月，Western Digital展示了业界首款采用微波辅助磁记录的硬盘。MAMR是卡内基梅隆大学电气和计算机工程系教授Jimmy Zhu首创的一种能量辅助存储技术。新的MAMR硬盘解决了热辅助磁记录（另一种能量辅助存储技术，通常被吹捧为下一代硬盘）带来的许多挑战。

硬盘厂商一直在寻找提高硬盘容量的方法面密度它们的驱动器的数量——也就是说，可以存储在给定区域中的位数。其中一项最重要的突破发生在2005年，当时基于垂直磁记录（PMR）技术的驱动器开始商用。在PMR驱动器中，位是垂直对齐的，而不是像在传统磁盘存储中那样水平对齐。垂直对齐位可显著增加面密度。

PMR驱动器已经得到了广泛的应用，但它们很快就达到了极限，最高可达每平方英寸1.1 TB。技术，如木瓦磁记录二维磁记录增加了面密度，但这些磁盘正达到其密度阈值。

部分问题在于，密度的增加需要支持更高能量屏障的存储介质来解决热不稳定性问题。然而，为了针对这些增强的屏障可靠地记录数据，致动器头必须产生更强的磁场。使用现有组件很难实现这一点。能源辅助技术使磁头能够写入密度更高的磁盘。

存储供应商正在开发两种类型的能源辅助技术：热辅助磁记录（HAMR）和MAMR. 在HAMR驱动器中，特殊材料用于存储介质，该介质由加热器加热激光二极管直接位于写入头组件的前面。写入数据后，介质冷却并保持位的状态。

在过去几年中，希捷、西方数字和其他公司都在研究HAMR技术，但进展缓慢。挑战之一是在每个头部组件中安装激光的成本。即使可以降低成本，加热媒体仍然会引起可靠性问题。

HAMR还带来了工程和制造问题。驱动器需要特殊的存储介质，而构建驱动器是一个复杂的过程，需要对制造基础设施进行重大更改。希捷似乎在HAMR技术方面处于领先地位。现在有客户在测试HAMR驱动器，供应商预计2019年HAMR驱动器的出货量。

MAMR驱动器不需要激光器或外部加热，因此驱动器更可靠。

在商业上可行的HAMR驱动器仍然遥遥无期的情况下，西部数字将其重点转向了MAMR。MAMR驱动器不需要激光器或外部加热，因此驱动器更可靠。MAMR驱动器可以达到与传统PMR驱动器相当的写入工作温度。

MAMR驱动器也可以使用类似于PMR驱动器的盘片构建。制造过程中的变更仅适用于致动器头。制造商可以使用现有的制造系统来制造MAMR驱动器，从而降低生产成本并加快上市时间。

MAMR执行器磁头上集成了一个自旋转矩振荡器（STO），它在磁头的写入极附近产生电磁场。这使得磁头能够在较低的磁场下将数据写入介质，从而使制造商能够在不牺牲可靠性的情况下以更高的密度构建驱动器。

Western Digital采用大马士革工艺制造致动器头。该过程使公司能够以将STO纳入头部组件所需的精度塑造头部。大马士革工艺使驱动器的批量生产成为可能，并且仍然满足性能和可靠性标准。

Western Digital还使用微驱动技术生产其MAMR驱动器。微执行器可以更精确地定位磁头，用于向超高密度写入数据和从超高密度读取数据。与传统的执行器臂相比，微执行器使关节点更靠近头部，从而实现更精细的定位和控制。

Western Digital表示，通过将MAMR技术与大马士革处理和微执行器相结合，它可以提供比今天的HAMR驱动器可靠一百倍的驱动器。

MAMR技术也可以与其他技术结合使用。例如，Western Digital的MAMR硬盘使用充氦硬盘技术将光盘封装在氦中，而不是空气中，以减少磁头的阻力。

Western Digital计划使用与PMR相同的媒体材料和制造工艺，在2019年前推出首款MAMR硬盘。此外，该公司预计最终将生产密度超过每平方英寸4 TB的驱动器，目标是到2025年提供40 TB的驱动器。

这对哈默的命运意味着什么很难说。希捷正在前进与HAMR，甚至西方数字计划继续其HAMR的研究。在MAMR或HAMR硬盘上市之前，谁都无法猜测哪种技术会成为下一代硬盘。无论哪种方式，MAMR硬盘都处于撼动行业的有利位置，我们很可能会听到更多关于它们的信息。