西部數據發布MAMR技術 預計2032年實現100TB磁碟驅動器

西部數據公司已經放棄熱輔助磁記錄（簡稱HAMR）技術，轉而開發微波輔助技術（簡稱MAMR），旨在2030年左右將磁碟驅動器容量提升至100 TB水平。

整個容量提升過程將逐步推進，且能夠避免HAMR所面臨的技術發展障礙。具體來講，西數方面將在研發過程中相繼引入多磁頭制動以及所謂「大馬士革」磁頭結構。

目前的垂直磁記錄（簡稱PMR）技術在磁碟驅動器的記錄介質當中使用垂直定向的磁化區域。假定其中的記錄介質擁有均勻的顆粒分布，而磁碟驅動器中的寫入磁頭則依靠電場使得北極或南極顆粒實現磁化。

在寫入完成之後，顆粒將始終保持磁化狀態，直到接受下一次重新磁化。如果我們縮小顆粒面積以增加碟片密度並藉此提升容量，則其穩定性將逐步下降，且實際磁性將受到鄰近顆粒以及周遭環境溫度變化的影響。PMR驅動器目前每平方英寸能夠提供1 Tbit存儲容量，具體代表包括東芝的1 TB容量單碟MQ04 2.5英寸磁碟驅動器。然而，這項技術已經不再具備進一步升級可能。接下來，磁碟供應商需要想辦法在記錄介質中保持更為穩定的磁化區域，從而確保在進行數據寫入時，各顆粒需要接受更強烈的引導方可改變其磁性——但這顯然會增加數據的寫入難度。

這時新的解決方案HAMR登場了，其通過對顆粒施加強激光實現加熱，從而令目標顆更易改變其磁極屬性。然而，向讀取/寫入磁頭添加激光加熱源會增加產品的製造成本與難度，此外在反覆加熱與冷卻的情況下繼續保證記錄介質可靠性與使用壽命同樣會帶來巨大挑戰。

希捷、東芝與西部數據都在研究並嘗試開發HAMR技術。

然而，考慮到相關解決方案的複雜性，西部數據認定MAMR更為實用，而HAMR則將被遭到淘汰。

MAMR

MAMR採用另一種完全不同的技術來強制介質改變磁極屬性。其採用自旋扭矩振蕩器（簡稱STO）生成微波，並將其添加至寫入磁頭當中。在這種情況下，通過以正確頻率施加微波，共振效應將能夠改變顆粒的自旋狀態，從而確保寫入磁頭的電場能夠更輕鬆地變更介質磁性。

STO的微波在功能性方面與HAMR激光加熱器一樣，二者皆能夠克服矯頑磁性，但又迴避了後者的固有缺陷。

西部數據方面認為，其將能夠隨時間推移利用MAMR技術實現每平方英寸4 Tbit存儲密度，且存儲密度的複合年增長率（簡稱CAGR）將達到15%。

「大馬士革」技術

西部數據公司在其讀寫磁頭當中引入的另一項增量式提升，同樣能夠進一步增加STO設備的存儲容量。而這正是「大馬士革」（Damascene）工藝，其名稱源自十八世紀之前作為鍛冶工藝代表的大馬士革鋼。

西部數據公司在說明中對這項技術作出這樣的描述：「通過沉積並蝕刻磁性與非磁性材料，大馬士革工藝將逐步構建並漸縮寫入磁頭的主極與結構。這一過程還將形成一個完整的密閉場，有助於將磁頭對準需要寫入的目標區域，同時減少對相信磁軌的干擾。」

如此一來，各磁軌將能夠進一步進行「瘦身」且更緊密地排布起來。這意味著讀取/寫入磁頭必須更為準確地進行磁軌定位，而西部數據公司也已經為此找到了解決方案。

多級驅動

各大磁碟驅動器製造商都在利用多級驅動器將讀取/寫入磁頭安放在磁碟表面軌道之上，其中讀取/寫入碰頭則被置於驅動臂的末端。可以想像一下，磁頭類似於手指，而驅動臂則如同人類的手臂。如果僅依靠肩關節進行手指引導，那麼定位準確度將較為低下; 但如果添加肘關節，定位效果將大幅提升。同樣的，如果增加了手腕、手關節最後是指關節，那麼準確度將不斷得到改善……說到這裡，相信大家已經理解了西部數據公司的解決思路。

西部數據方面已經將最後一個關節安置在更靠近讀取/寫入磁頭的位置，並表示這套多級微型驅動裝置將能夠更好地實現磁軌定位。

微型驅動裝置、更精密的讀取/寫入磁頭（大馬士革工藝）再加上MAMR技術，意味著西部數據能夠較HAMR更快突破每平方英寸4 Tbit存儲密度大關。

該公司表示，MAMR將能夠在2025年之前實現40 TB容量磁碟驅動器，並在此之後繼續保持容量提升能力。我們整理出一份表格，其中以2018年作為15 TB驅動器的誕生起點，而後每年的存儲容量複合增長率則為15%：

由此來看，2032年磁碟驅動器的容量將達到106 TB。

西部數據公司認為，MAMR將使得磁碟驅動器在2030年左右與SSD繼續保持比較理想的每GB存儲成本優勢。

即使考慮到QLC快閃記憶體，二者的存儲成本也擁有十倍差異。

未來競爭

如果西部數據的選擇是正確的，那麼希捷與東芝也將走出HAMR的技術迷霧。西部將在2019年發布MAMR驅動器樣品。假定希捷與東芝至少需要一年才能迎頭趕上，我們可以想像到2020年西部數據將擁有每驅動器2 TB的存儲容量優勢。毫無疑問，作為這項技術的締造者，西數將在相當長一段時間內保持相對領先地位。

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