Tenký filmový disk umožňuje dramatické zvýšenie kapacity. Technológia magnetického ukladania má niečo iné
Mŕtvi majú niekedy dlhý život. V istom zmysle to platí aj pre tradičnú technológiu magnetického ukladania. Znovu a znovu tlačené do údajnej konkurenčnej situácie novými technológiami si počítačová páska a stohy diskov dokázali udržať svoje prvenstvo, ak nie rozšíriť. Odpoveďou na tlač nových pamäťových médií bolo vždy viac informácií na jednotku plochy pri nižších nákladoch. Za približne 25 rokov od zavedenia magnetickej technológie sa hustota úložiska pevných diskov zvýšila zo 110 kbitov na štvorcový palec na viac ako 3000 kbitov a cena za megabajt klesla zo 75 na 2,25 dolára. Ponúkajú magnetofónové platne stále ďalší rozvojový potenciál alebo ich v blízkej budúcnosti nahradia novšie technológie?
Táto otázka má dva aspekty: na jednej strane pretrvávanie dlho zavedených médií na druhej strane zvyšovanie počtu úložných priestorov, ktoré je možné rozumne dosiahnuť (na jednotku plochy so súčasným znížením nákladov na uložený znak).
Pri zvažovaní súčasnej situácie a jej možných zmien ponechajme mimo obraz médiá ako počítačová páska a flexy disk. Kvôli dominantnej túžbe po čo najväčšej zameniteľnosti a vhodnosti archivácie je páska najsilnejšie zviazaná štandardom vo využití možného úložného potenciálu všetkých médií. Má
Pokiaľ ide o cenu, za posledných desať rokov sa stal atraktívnejším (z pôvodne 200 na teraz 30 značiek), ale od zavedenia režimu záznamu GCR v posledných rokoch nezaznamenal žiadny ďalší nárast hustoty úložiska - aj keď tu kvôli novým štandardom nahrávania stále by bolo možné dosiahnuť značné zhustenie.
Dobrodružný vývoj
Na druhej strane disketa alebo Flexy disk zdvojnásobila svoju kapacitu vďaka novým záznamovým procesom (napr. Kódovaniu MFM) a svoju kapacitu dokonca zvýšila na štvornásobok vďaka možnosti nahrávania na obidve strany, ďalšie zvýšenie sa však javí vzhľadom na nevyhnutné technické úsilie na strane zariadenia to nemá veľký zmysel, najmä preto, že by zničili veľkú výhodu zariadenia, jeho nízku cenu.
Tu by sme sa teda mali odvolávať iba na magnetický disk, ktorý pravdepodobne zažil najdobrodružnejší vývoj za posledných 20 až 25 rokov. Pripomeňme si: v roku 1964, po zavedení diskového úložiska IBM 2311, ponúkol zásobník celkovú kapacitu 7,3 MB s hustotou úložného priestoru 110 Kbits na štvorcový palec. Cena za megabajt bola v tom čase 75 dolárov. Dnes, odkedy sa generovanie diskového úložiska 3 350 s diskovým modulom natrvalo namontovaným v zariadení ešte nestalo všeobecným štandardom, sme dosiahli kapacitu 317,5 MB na vreteno a 3058 KBit na štvorcový palec. Cena za megabajt tiež dramaticky poklesla - na 2,25 USD (pozri: A. S. Hoagland, Storage Technology, „Computer“ 5/79).
Aby sme si ľudia uvedomili, čo to technologicky znamená, exkurz: So zavedením takzvanej technológie „Winchester“ pred šiestimi rokmi bol urobený dôležitý krok k ďalšiemu zvýšeniu hustoty záznamu. V novej generácii boli čítacie a zapisovacie hlavy prvýkrát integrované do združeného krytu. Navyše, rovnako ako v prípade stohu 3330, bol povrch magnetického disku vyhradený pre takzvané servozáznamy, ktoré slúžili na presné zistenie polohy stopy. To znamenalo, že predchádzajúca závislosť na úpravách minútovej jednotky, od ktorej záležalo výlučne od toho, či sa dá zásobník čítať na inej jednotke, ako na ktorej bol napísaný, už neexistovala. Vzdialenosť od stopy po stopu sa tak dala znížiť, ale zároveň musela byť magnetická vrstva na disku podstatne tenšia a čítacia/zapisovacia hlava musela lietať nižšie po povrchu. Tenšie a nižšie, pretože sa to dalo dosiahnuť iba tak, že indikovaný impulz nepresiahol určitú plochu a stále bola zaručená dostatočná úroveň pre čítanie.
Eliminuje predstavivosť
Pre pamäť vyššie spomenutej generácie 3350 to znamená, že hrúbka vrstvy je okolo 0,8 Ám a letová výška, to znamená vzdialenosť medzi povrchom a hlavou, je okolo 0,5 Ám. V akých rozmeroch je potrebné vyrábať a potom pracovať v každodenných prevádzkach je jednoducho nad predstavu kohokoľvek. V tejto chvíli je však potrebné pamätať na namáhané porovnanie s ľudskými vlasmi: sú hrubé asi 60 Ám.
Sú na pozadí týchto úžasných rozmerov možné ďalšie zvýšenia záznamovej hustoty, a to predovšetkým za rozumné výrobné náklady? Hneď to povedať, to áno.
Tu je druhá odbočka: Ak sme povedali vyššie, že vrstva musí byť čo najtenšia, aby bolo možné zaznamenaný signál zaznamenávať v extrémne úzkom segmente povrchu, potom ešte väčším zmenšením hrúbky vrstvy budú vzdialenosti od signálu k signálu v pozdĺžnom aj pokles v bočnom smere. Inými slovami, viac zmien toku na stopu a viac stôp na povrch disku. (Z fyzikálneho hľadiska to okrem iného určuje skutočnosť, že pole generované medzerou v čítacej/zapisovacej hlave preniká do vrstvy vertikálne.) Z dnešného hľadiska však limity vyplývajú z hrúbky vrstvy asi 0,5 µm a letových výšok 0,25 Ám. Nezabudnite, že to platí pre technológiu „Winchester“, ktorú už možno nazvať klasickou, pri použití povlaku z oxidu železa.
Dosiahnuteľných je 15 000 zmien toku na palec (fci) a 1 000 stôp na palec (v porovnaní s 6500 fci a 480 stopami typu 3350), ktoré sú v niektorých prípadoch už implementované v menšom rozsahu. Limit je do značnej miery diktovaný úrovňou čítania, ktorá napriek všetkej elektronike na hlave musí byť najmenej 50 až 100 FV, aby sa dosiahol dostatočný pomer signálu k šumu. Prinajmenšom zavedením týchto parametrov by sa dosiahlo päťnásobné zvýšenie súčasnej maximálnej kapacity.
V tejto fáze by tiež existovala ešte väčšia kapacita a tu špekulujeme, že k možno získať inou metódou záznamu. Zvyčajné metódy vyžadujú na zaznamenanie trochu aspoň jednu zmenu toku, ale teoreticky je možná metóda, pri ktorej sa zaznamenajú tri bity s dvoma zmenami toku, čo však vyžaduje značné výdavky na elektroniku.
Pokiaľ ide o náklady na bit, „bolo by nesprávne dúfať v rovnaký faktor, ako je uvedený vyššie, iba v opačnom znamienku. Je to preto, že zvýšenie hustoty záznamu je spojené so zvýšením výrobných nákladov. Dá sa však povedať, že bit bude lacnejší!
Súčasná technológia magnetického ukladania má v každom prípade pred sebou ešte dlhú životnosť a predtým, ako ju nahradia iné metódy, bude schopná vytiahnuť zo svojho toulca ešte ďalšiu šípku. Toto je tenkovrstvová doska, ktorá vďaka vyšším hodnotám magnetickej remanencie čistého kovu umožňuje hrúbky vrstiev okolo 300 angstrômov, a tým ešte viac zvyšuje kapacitu. S určitou istotou si tento záznam ešte v 80. rokoch nájde svoje komerčné využitie. V dome teda nejde o žiadny systémový zlom, ale „iba“ o evolučný krok.
* Günter Mallmann, tlačové oddelenie spoločnosti BASF, Ludwigshafen