La tecnología HAMR es otra de las novedades en la industria de los discos duros tipo HDD, que se niega a dejar sola a los SSD. Si aún no la conoces, en este artículo vamos a ver tanto sus antepasados, como la propia tecnología HAMR, así como otras tecnologías contra las que compite, sus características técnicas, y todo lo que deberías conocer como usuario.
Índice de contenidos
LMR: la primera en llegar
La tecnología de Longitudinal Magnetic Recording (LMR) es un método utilizado en los discos duros (HDD) para almacenar y recuperar datos. Fue el método dominante de grabación magnética utilizado en los HDD durante varias décadas, antes de ser reemplazado por las nuevas tecnologías.
En la tecnología de LMR, los datos se almacenan en el disco duro en una orientación magnética longitudinal, es decir, en la dirección del eje del disco. Los platos magnéticos están cubiertos con una capa magnética que contiene millones de pequeños dominios magnéticos. Estos dominios se magnetizan en una dirección determinada para representar los bits de información, ya sea un «1» o un «0».
A medida que la densidad de datos requerida aumentaba con el tiempo, la tecnología de LMR alcanzó su límite debido a la superposición de los dominios magnéticos adyacentes, lo que generaba inestabilidades y dificultades para leer los datos de manera precisa y confiable. Y no siempre se pueden agregar más y más platos a un disco, ya que a nivel de tamaño no es posible…
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CMR o PMR: siguiente generación
Conventional Magnetic Recording (CMR), también conocido como Perpendicular Magnetic Recording (PMR), es una tecnología de grabación magnética utilizada en los discos duros para almacenar y recuperar datos. Es el método más común y ampliamente utilizado en los HDD convencionales.
En la tecnología de CMR, los datos se almacenan en el disco duro mediante el magnetismo en una orientación perpendicular al plano del disco. Esto permite una mayor densidad de almacenamiento de datos en comparación con la tecnología de grabación magnética longitudinal utilizada en los HDD más antiguos.
A medida que la demanda de mayor capacidad de almacenamiento continúa creciendo, la tecnología de CMR está siendo reemplazada gradualmente por la tecnología HAMR. La HAMR utiliza láseres de alta intensidad para generar calor localizado en la superficie del disco y permitir una mayor densidad de almacenamiento de datos.
SMR: una nueva mejora
Shingled Magnetic Recording (SMR) es una tecnología de grabación magnética utilizada en discos duros para aumentar la densidad de almacenamiento de datos. Se basa en el concepto de superposición de pistas o «shingling» para almacenar datos de manera más eficiente en el disco.
Es decir, las pistas se superponen parcialmente, de manera similar a las tejas de un tejado, lo que permite una mayor densidad de almacenamiento. Las pistas son escritas en un patrón solapado, donde las pistas exteriores cubren parcialmente las pistas interiores. Esto crea una configuración en la que se pueden almacenar más pistas en el mismo espacio físico, lo que resulta en una mayor capacidad de almacenamiento.
Sin embargo, debido a la superposición de pistas, la escritura de datos en una pista requiere que las pistas vecinas sean reescritas parcialmente. Esto puede llevar a un proceso de escritura más complejo y requerir algoritmos especiales para administrar las operaciones de escritura y garantizar la integridad de los datos. Además, las operaciones de lectura pueden ser más lentas debido a la necesidad de leer varias pistas solapadas.
La tecnología SMR se utiliza comúnmente en aplicaciones que requieren una alta capacidad de almacenamiento a expensas de un rendimiento de escritura más lento, como almacenamiento de datos a largo plazo, archivos de respaldo y almacenamiento en la nube. Se complementa con otras tecnologías, como el buffer de disco y algoritmos de gestión de datos, para mitigar los desafíos asociados con las operaciones de escritura y asegurar un rendimiento óptimo.
ESM (Exhange Spring Media): otro paso más al frente
Exchange Spring Media (ESM) es una tecnología utilizada en discos HDD para mejorar el rendimiento magnético y la capacidad de almacenamiento. ESM combina diferentes materiales magnéticos con diferentes propiedades para lograr un mayor rendimiento y densidad de datos.
En la tecnología ESM, se utilizan capas de diferentes materiales magnéticos con diferentes propiedades de magnetización. Una capa de material magnético de alta coercitividad se coloca en contacto directo con el cabezal de lectura/escritura, lo que permite una lectura y escritura más eficientes de datos. Encima de esta capa, se coloca una capa de material magnético de baja coercitividad, que permite una mayor densidad de almacenamiento de datos.
La combinación de capas de diferentes materiales magnéticos en ESM ayuda a superar las limitaciones de los materiales magnéticos individuales. La capa de alta coercitividad proporciona una mayor estabilidad y capacidad de retención magnética, lo que permite una lectura más precisa de los datos. Mientras tanto, la capa de baja coercitividad permite una mayor densidad de almacenamiento al reducir el tamaño de los dominios magnéticos.
La tecnología ESM ha sido investigada y desarrollada como una forma de mejorar la capacidad y el rendimiento de los discos duros. Al combinar diferentes materiales magnéticos, ESM busca aprovechar las fortalezas de cada uno para lograr un mejor desempeño general. Sin embargo, es importante tener en cuenta que ESM no es una tecnología ampliamente utilizada en la actualidad y no es tan común como otras tecnologías, como la grabación perpendicular o la grabación asistida por calor.
HAMR: la nueva solución con sus pros y contras
Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) es una tecnología de grabación magnética utilizada en HDD para lograr una mayor densidad de almacenamiento de datos. HAMR es considerado un avance importante en la industria de los HDD, permitiendo almacenar más datos en el mismo espacio físico.
No confundir HAMR con HRAM, que son las siglas de Holographic Random Access Memory.
Utiliza un láser de alta potencia integrado en el cabezal de escritura del disco duro. Durante el proceso de escritura, el láser calienta una pequeña área del disco a alta temperatura, lo que disminuye la coercitividad del material magnético en esa área. La coercitividad es la resistencia de un material a ser magnetizado o desmagnetizado. Al reducir la coercitividad en el área calentada, se facilita la magnetización del material y se permite almacenar datos con mayor densidad.
Después de calentar el área con el láser, el cabezal de escritura aplica un campo magnético para magnetizar el material en esa región. Una vez que se enfría, el material conserva su magnetización, lo que representa los bits de datos almacenados.
La combinación de calor asistido y magnetismo en HAMR permite superar los límites de densidad de almacenamiento de los discos duros convencionales. Al calentar selectivamente el área de escritura, HAMR permite una mayor estabilidad en la grabación y una reducción en el tamaño de los bits, lo que se traduce en una mayor capacidad de almacenamiento.
Aunque HAMR es una tecnología prometedora, también plantea desafíos técnicos, como el control preciso del láser, la disipación de calor y la durabilidad del cabezal de escritura. Sin embargo, se ha invertido una cantidad significativa de investigación y desarrollo en HAMR, y se espera que se convierta en una tecnología clave para futuros avances en la capacidad de almacenamiento de los discos duros.
MAMR: la alternativa a HAMR
Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR) es otra tecnología de grabación magnética utilizada en discos duros (HDD) para lograr una mayor densidad de almacenamiento de datos. MAMR se considera una alternativa a la tecnología HAMR.
Se utiliza una combinación de campos magnéticos de microondas y un cabezal de escritura modificado para lograr una mayor estabilidad en la grabación magnética. A diferencia de HAMR, que utiliza calor para reducir la coercitividad del material magnético, MAMR emplea microondas para proporcionar energía adicional al cabezal de escritura.
El cabezal de escritura en MAMR incluye una antena de microondas integrada que emite ondas de alta frecuencia hacia el material magnético en el disco. Estas microondas inducen oscilaciones en los electrones en el material magnético, lo que facilita la escritura de datos con mayor precisión y densidad. El campo magnético de las microondas también ayuda a estabilizar la magnetización en áreas más pequeñas, lo que permite una mayor densidad de almacenamiento.
La tecnología MAMR ofrece una serie de beneficios en comparación con las tecnologías de grabación magnética anteriores. Permite una mayor capacidad de almacenamiento sin la necesidad de calentar el material magnético, lo que simplifica el proceso de escritura. Además, MAMR es compatible con las tecnologías de fabricación existentes, lo que facilita su implementación en la producción de discos duros.
Se espera que MAMR juegue un papel crucial en el futuro de los HDD, ya que permite seguir aumentando la densidad de almacenamiento y mantener la competitividad frente a los SSD, para seguir manteniendo vivos los HDD. Sin embargo, no es la única tecnología disponible…
TDMR (Two Dimensional Magnetic Recording)
Two-Dimensional Magnetic Recording (TDMR) es una nueva tecnología de grabación magnética utilizada en discos duros (HDD) para aumentar la capacidad y mejorar la densidad de almacenamiento de datos frente a las anteriores. Básicamente es una evolución de la grabación magnética convencional y se basa en el concepto de registrar datos en dos dimensiones en lugar de una sola dimensión.
En la grabación magnética convencional, los datos se almacenan en una sola pista a lo largo del disco duro. Sin embargo, en TDMR, se utilizan múltiples cabezales de lectura/escritura para registrar y leer datos en varias pistas adyacentes simultáneamente. El proceso de grabación en TDMR se basa en la capacidad de los cabezales de lectura/escritura para leer señales magnéticas provenientes de pistas adyacentes. Los datos se escriben en una pista principal y se utilizan cabezales de lectura adicionales para leer las señales magnéticas de las pistas vecinas. Estas señales adicionales se utilizan para mejorar la precisión y la calidad de la lectura de los datos.
La tecnología TDMR permite una mayor capacidad de almacenamiento al aprovechar el espacio disponible en las pistas adyacentes. Al leer señales magnéticas de pistas vecinas, se reduce la interferencia y el ruido, lo que resulta en una mayor fiabilidad y precisión en la lectura de datos.
TDMR ha demostrado ser una tecnología prometedora, al igual que lo es la MAMR, aunque veremos cuál se termina imponiendo. De hecho, les ha salido un duro competidor a ambas…
PM (Patterned Media)
Para finalizar, la tecnología Patterned Media, también conocidos como BMP (Bit Media Pattern), es nueva y con gran potencial de futuro para los HDD. Permite grabar datos en islas magnéticas (un bit por isla), en contraste con la tecnología actual de discos duros donde cada bit se almacena en 20-30 granos magnéticos dentro de una película magnética continua.
Las islas se crearían a partir de una película magnética precursora utilizando nanolitografía. Es una de las tecnologías propuestas para suceder a la grabación perpendicular debido a las mayores densidades de almacenamiento que permitiría.
BPM fue introducido por Toshiba en 2010, y es muy probable que sea la tendencia marcada para seguir vendiendo discos duros de más y más TB.
Ahora ya conoces más sobre las tecnologías como HAMR y las diferencias con otras, ¿cuál sería tu opinión?
