Key takeaways
- Nya innovationer inom lagringsteknik kan leda till mycket större hårddiskar.
- Materialet grafen är en del av ett nytt tillvägagångssätt för att bygga tätare lagringsenheter.
- DNA är en annan möjlig metod för att utöka hårddiskar som också skulle hålla länge.
Gör dig redo för mycket större hårddiskar.
Materialet grafen kan användas för att packa mycket mer data i hårddiskar jämfört med nuvarande metoder, fann forskare vid Cambridge University i en nyligen genomförd studie. Det är en av flera nya tekniker som skulle kunna göra det möjligt att stoppa in mer data i hårddiskar när efterfrågan på lagring växer.
"Nya applikationer både ger energi och kräver enorma datamängder", sa John Morris, teknisk chef för hårddisktillverkaren Seagate Technology, i en e-postintervju. "Det är därför hårddiskarna blir rymligare. Vad du än skickar till molnet - dina bilder, videor, personliga dokument och affärsdokument - finns på hårddiskar med högre och högre kapacitet."
Putting More in Less
Hårddiskar (HDD) dök upp först på 1950-talet, men deras användning som lagringsenheter i persondatorer tog fart först från mitten av 1980-talet. De har blivit allt mindre i storlek och tätare när det gäller antalet lagrade byte. Medan solid-state-enheter är populära för mobila enheter, fortsätter hårddiskar att användas för att lagra filer i stationära datorer, främst för att de är relativt billiga att producera och köpa.
Hårddiskar innehåller två huvudkomponenter: tallrikar och ett huvud. Data skrivs på tallrikarna med hjälp av ett magnethuvud, som rasar över dem när de snurrar. Utrymmet mellan huvudet och tallriken minskar kontinuerligt för att möjliggöra högre densiteter.
Detta kommer ytterligare att driva på utvecklingen av nya hårddiskar med hög ytdensitet.
För närvarande upptar kolbaserade överlacker (COC)-lager som används för att skydda tallrikar från mekaniska skador och korrosion en betydande del av detta avstånd. Datatätheten för hårddiskar har fyrdubblats sedan 1990, och COC-tjockleken har minskat från 12,5 nm till cirka 3 nm, vilket motsvarar en terabyte per kvadrattum. Nu säger forskare att grafen, som är ett enda lager av atomer arrangerade i ett tvådimensionellt bikakegitter, låter dem öka densiteten.
Cambridge-forskarna ersatte kommersiella COC med ett till fyra grafenlager och testade friktion, slitage, korrosion, termisk stabilitet och smörjmedelskompatibilitet. Utöver sin oslagbara tunnhet uppfyller grafen alla de idealiska egenskaperna hos en HDD-överlack när det gäller korrosionsskydd, låg friktion, slitstyrka, hårdhet, smörjmedelskompatibilitet och ytjämnhet.
Graphene möjliggör en dubbel minskning av friktionen och ger bättre korrosion och slitage än toppmoderna lösningar, hävdar forskarna. Ett enda grafenlager minskar korrosion med 2,5 gånger.
Cambridge-forskarna överförde grafen till hårddiskar gjorda av järn-platina som det magnetiska inspelningsskiktet och testade Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR). Denna nya teknik möjliggör en ökning av lagringstätheten genom att värma upp inspelningsskiktet till höga temperaturer.
Nuvarande COC fungerar inte vid dessa höga temperaturer, men grafen gör det. Grafen, i kombination med HAMR, kan överträffa nuvarande hårddiskar och ger en datatäthet som aldrig tidigare skådats som är högre än 10 terabyte per kvadrattum, säger forskarna.
"Att visa att grafen kan fungera som en skyddande beläggning för konventionella hårddiskar och att den kan motstå HAMR-förhållanden är ett mycket viktigt resultat," Anna Ott från Cambridge Graphene Centre, en av medförfattarna av denna studie, sades i ett pressmeddelande. "Detta kommer att driva på utvecklingen av nya hårddiskar med hög ytdensitet."
DNA för lagring?
Graphene är inte det enda spelet i stan när det kommer till innovationer inom datalagring. Forskare undersöker möjligheten att DNA kan användas för att lagra information som filmer och musik.
DNA-lagringsteknik finns redan, men den har aldrig omvandlats till en värdefull produkt för konsumenter. Det kan förändras tack vare forskare vid Los Alamos National Laboratory, som nyligen utvecklade programvaran, Adaptive DNA Storage Codex (ADS Codex), som översätter datafiler från det binära språket nollor och sådana som datorer förstår till den kod som biologin förstår.
"DNA-lagring kan störa hur vi tänker kring arkivlagring eftersom datalagringen är så lång och datatätheten så hög", sa Bradley Settlemyer, en forskare vid Los Alamos, i ett pressmeddelande. "Du kan lagra hela YouTube i ditt kylskåp istället för i tunnland av datacenter."
