Nuo tada, kai prieš 50 metų IBM išleido pirmąjį diskinį kaupiklį, duomenų rašymo tankis padidėjo 65 milijonus kartų. Per šį laikotarpį diskų talpa didėjo beveik eksponentiniu dėsniu. Tačiau jau keletą metų projektuotojai prognozavo, kad netrukus horizontaliosios rašymo technologijos diskiniai kaupikliai pasieks ribą, atsirandančią dėl superparamagnetizmo efekto.
Ši diena pagaliau atėjo. „Hitachi“, „Seagate“ ir kitos bendrovės jau išleido vertikaliojo rašymo diskinius kaupiklius.
Duomenys į diskinius kaupiklius rašomi ir skaitomi remiantis dviem dėsniais:
- Laidininku tekanti elektros srovė sukuria magnetinį lauką, kurio kryptis priklauso nuo srovės tekėjimo krypties.
- Stiprus magnetinis laukas gali laidininke indukuoti srovę, kurios kryptis priklauso nuo magnetinio lauko krypties.
Rašymo elementą sudaro apverstos U formos laidininkas su rite. Rašant duomenis į diskinį kaupiklį, rite paleidžiama elektros srovė, kuri sukuria magnetinį lauką. Šis magnetinis laukas tiesiai po rašymo elementu įmagnetina disko paviršių, orientuodamas magnetines daleles į kairę ar dešinę, atsižvelgiant į elektros srovės poliškumą. Skaitant duomenis, skaitymo elementui slenkant virš įmagnetintos srities, indukuojama teigiama arba neigiama srovė, pagal kurią nustatoma įmagnetintoje vietoje saugomo bito reikšmė. Rašant horizontaliuoju būdu (1 pav.), įmagnetintos sritys atitinka duomenų bitus. Jos lygiagrečiai su disko paviršiumi išdėstomos koncentriniais apskritimais.
Skaitymo ir rašymo elementai slenka kelių nanometrų atstumu nuo disko paviršiaus. Įmagnetinimas viena kryptimi reiškia 1, įmagnetinimas kita kryptimi – 0. Bitą sauganti sritis turi būti įmagnetinta pakankamai stipriai, kad galvutė galėtų užfiksuoti įmagnetinimą, o signalo apdorojimo programa gebėtų atskirti, kuria kryptimi sritis įmagnetinta.
1 pav. Horizontaliojo rašymo elementas rašo duomenis įmagnetindamas bito „grūdus“ disko sukimosi arba priešinga kryptimi. Šios dvi įmagnetinimo kryptys atitinkamai reiškia 0 arba 1. Bitų kiekis kvadratiniame colyje pastaruoju metu pasiekė didžiausią leistiną ribą.
Kiekvieną įmagnetinamą sritį sudaro nedidelės dalelės, vadinamos „grūdais“. Kai visos dalelės orientuotos viena kryptimi, visos srities magnetinio lauko stipris nukreipiamas ta kryptimi. Jei dalis „grūdų“ pakeičia kryptį (poliarumą), silpnėja visos srities magnetinis laukas, tad skaitymo galvutei sudėtinga jį užfiksuoti.
Jeigu kryptį pakeistų dauguma „grūdų“, pasikeistų visos srities poliarumas. Vieną įmagnetinamą regioną turi sudaryti apie 100 „grūdų“, kad srityje įrašytas bitas būtų patikimai išsaugotas. Siekiant sutalpinti daugiau bitų tame pačiame ploto vienete, „grūdų“ dydis buvo vis mažinamas, kol galiausiai pasiekė ribą, atsirandančią dėl superparamagnetizmo efekto. Šioms dalelėms tapus pernelyg mažoms, aplinkos šiluma gali jas destabilizuoti ir sugadinti jose saugomą informaciją.
Taikant horizontaliojo rašymo technologiją, superparamagnetizmo efektas pradėjo reikštis viršijus 100 gigabitų kvadratiniame colyje duomenų tankį. Remiantis vertikaliojo rašymo technologija (2 pav.), įmagnetinama sritis orientuojama statmenai disko paviršiui, tad tame pačiame disko plote telpa dešimt kartų daugiau bitų.
2 pav. Vertikaliojo rašymo technologija leidžia rašyti į mažesnius „bitus“, tad viename colyje jų telpa daugiau. Rašymo elemento kuriamas magnetinis laukas sustiprinamas posluoksniu. Magnetinis laukas „grūdus“ orientuoja aukštyn arba žemyn.
Pirmojo vertikaliojo rašymo technologijos diskinio kaupiklio kvadratiniame colyje tilpo 130 gigabitų. Vertikaliojo rašymo technologija leis viename kvadratiniame colyje sutalpinti nuo 500 iki 700 gigabitų. Ši riba bus pasiekta per ketverius penkerius metus. Kitos kartos diskiniuose kaupikliuose greičiausiai bus taikoma pakaitinamo įmagnetinimo rašymo technologija. Rašant lazeris pakaitins įmagnetinamas sritis. Tokiu būdu viename kvadratiniame colyje tilps iki 1 terabito duomenų.
