الوسائط المزخرفة

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

تُعدّ الوسائط ذات النمط (المعروفة أيضًا باسم الوسائط ذات النمط البتّي أو BPM [ 1 ] ) تقنيةً محتملةً لمحركات الأقراص الصلبة في المستقبل ، حيث تقوم بتسجيل البيانات في جزر مغناطيسية (بت واحد لكل جزيرة)، على عكس تقنية محركات الأقراص الصلبة الحالية حيث يتم تخزين كل بت فيتتكون هذه التقنية من 20 إلى 30  حبة مغناطيسية ضمن طبقة مغناطيسية متصلة. تُصنع هذه الجزر من طبقة مغناطيسية أولية باستخدام تقنية الطباعة النانوية . تُعد هذه التقنية إحدى التقنيات المقترحة لتجاوز التسجيل العمودي نظرًا لكثافة التخزين العالية التي ستتيحها. وقد طرحت شركة توشيبا تقنية BPM في عام 2010. [ 2 ]

مقارنة بتقنية محركات الأقراص الصلبة الحالية

في محركات الأقراص الصلبة الحالية، تُخزَّن البيانات في طبقة مغناطيسية رقيقة. تُرسَّب هذه الطبقة بحيث تتكون من حبيبات معزولة ( مترابطة تبادليًا بشكل ضعيف ) من مادة يبلغ حجمها حوالي قطرها 8 نانومتر . [ 3 ] تتكون بتة واحدة من البيانات من حواليتتكون الذاكرة من 20 إلى 30  حبة ممغنطة في نفس الاتجاه (إما لأعلى أو لأسفل، بالنسبة لمستوى القرص). إحدى طرق زيادة كثافة التخزين هي تقليل متوسط ​​حجم الحبيبات. مع ذلك، فإن حاجز الطاقة اللازم للتبديل الحراري يتناسب طرديًا مع حجم الحبيبات. باستخدام المواد الحالية، فإن أي تقليل إضافي في حجم الحبيبات سيؤدي إلى فقدان البيانات تلقائيًا بسبب ظاهرة المغناطيسية الفائقة .

في الوسائط المُنمّطة، يُرسب الغشاء المغناطيسي الرقيق أولًا، مما يُؤدي إلى اقتران تبادلي قوي بين الحبيبات. وباستخدام تقنية الطباعة النانوية ، يُنمذج هذا الغشاء ليُشكّل جزرًا مغناطيسية. ويعني هذا الاقتران التبادلي القوي أن حاجز الطاقة أصبح متناسبًا مع حجم الجزيرة، وليس مع حجم الحبيبات الفردية داخلها. وبالتالي، يُمكن زيادة كثافة التخزين من خلال نقش جزر ذات أقطار أصغر فأصغر، مع الحفاظ على الاستقرار الحراري. [ 4 ] من المتوقع أن تُتيح الوسائط المُنمّطة كثافات تخزين سطحية تصل إلى 20-300 تيرابت/بوصة مربعة (3.1-46.5 تيرابت/سم² ) ، مقارنةً بحد 1 تيرابت/بوصة مربعة (160 جيجابت/سم² ) الموجود في تقنية محركات الأقراص الصلبة الحالية. [ 5 ]    

اختلافات في استراتيجيات التحكم في رأس القراءة/الكتابة

في محركات الأقراص الصلبة التقليدية، تُكتب بتات البيانات بشكل مثالي على مسارات دائرية متحدة المركز. يختلف هذا الأمر في تسجيل الوسائط ذات النمط البتّي، حيث تُكتب البيانات على مسارات ذات أشكال محددة مسبقًا، تُصنع بتقنية الطباعة الحجرية (انظر أدناه) على القرص. تتميز المسارات التي يجب على نظام المؤازرة اتباعها في تسجيل الوسائط ذات النمط بمجموعة من "مسارات المؤازرة" الموجودة على القرص. يُطلق على انحراف مسار المؤازرة عن الشكل الدائري المثالي اسم "الانحراف المتكرر" (RRO). لذلك، يجب على وحدة التحكم المؤازرة في تسجيل الوسائط ذات النمط البتّي اتباع الانحراف المتكرر غير المعروف وقت التصميم، ونتيجة لذلك، لا يمكن تطبيق منهجيات التحكم المؤازر المستخدمة في محركات الأقراص التقليدية. يواجه تسجيل الوسائط ذات النمط بعض التحديات الخاصة فيما يتعلق بتصميم التحكم المؤازر: [ 6 ]

  • ملف تعريف RRO غير معروف.
  • يمكن أن يمتد طيف تردد RRO إلى ما وراء عرض نطاق نظام المؤازرة؛ لذلك، سيتم تضخيمه بواسطة وحدة التحكم في التغذية الراجعة.
  • يحتوي طيف RRO على العديد من التوافقيات لتردد المغزل (على سبيل المثال، حوالي 200 توافقية) والتي يجب تخفيفها. وهذا يزيد من العبء الحسابي في وحدة التحكم.
  • يتغير ملف تعريف RRO من مسار إلى آخر (أي أنه يختلف).

طرق تصنيع الوسائط المزخرفة

الطباعة الحجرية باستخدام حزمة الأيونات

في الأبحاث الأولية، كانت إحدى العمليات التي تم استكشافها لإنشاء النماذج الأولية هي الطباعة الحجرية التقاربية باستخدام حزمة الأيونات . تستخدم هذه العملية أقنعة استنسل لإنتاج أنماط على مادة حساسة للأيونات (مقاوم ضوئي)، والتي تُنقل بعد ذلك إلى مادة مغناطيسية. [ 7 ] يحتوي قناع الاستنسل على غشاء رقيق من نيتريد السيليكون قائم بذاته، تُشكّل فيه فتحات. يُشكّل النمط المراد توليده أولًا على ركيزة تحتوي على مقاوم ضوئي باستخدام الطباعة الحجرية بحزمة الإلكترونات . بعد ذلك، تُستخدم الركيزة لنقل النمط المطلوب إلى غشاء النيتريد (قناع الاستنسل) باستخدام عملية الحفر بالبلازما . يتطلب إنشاء عدد كافٍ من الركائز الحفاظ على تجانس حجم الفتحات التي تُنقل إلى القناع أثناء عملية التصنيع (الحفر). تساهم عوامل عديدة في تحقيق والحفاظ على تجانس الحجم في القناع، مثل: الضغط، ودرجة الحرارة، والطاقة (مقدار الجهد)، والطاقة المستخدمة أثناء الحفر. لتحسين عملية حفر الأنماط المنتظمة بدقة ضمن هذه المعايير، يمكن استخدام الركيزة كقالب لتصنيع أقنعة استنسل من نيتريد السيليكون باستخدام تقنية الطباعة الحجرية بشعاع التقارب الأيوني. ويمكن بعد ذلك استخدام قناع الاستنسل كنموذج أولي لإنشاء وسائط نمطية.

التجميع الذاتي الموجه لأغشية البوليمر المتجانس

في عام 2014، كتب ريكاردو رويز من شركة هيتاشي جلوبال ستوريدج تكنولوجيز في مذكرة إحاطة لمؤتمر قادم أن "الحل الأكثر جدوى لتحدي الطباعة الحجرية يكمن في التجميع الذاتي الموجه لأغشية البوليمرات المتجانسة، والذي تطور مؤخرًا كتقنية فعالة لتحقيق طباعة حجرية بدقة أقل من 20 نانومتر في الوقت المناسب لتقنية BPM". [ 8 ] [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "وسائط ذات نمط بت لمحركات الأقراص الصلبة عالية الكثافة" . Toshiba.co.jp . مؤرشف من الأصل في 9 نوفمبر 2016. تم الاسترجاع في 17 سبتمبر 2014. وسائط ذات نمط بت (BPM) هي نوع من وسائط التسجيل المغناطيسي حيث يتم تقليل الطبقة المغناطيسية إلى حجم بت واحد (نقطة مغناطيسية واحدة ومسافة).
  2. ↑ "هل ستُغير محركات الأقراص ذات النمط البتّي من توشيبا مشهد محركات الأقراص الصلبة؟" . مجلة الكمبيوتر الشخصي. 19 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2010 .
  3. ↑ ويلر، ديتر؛ موسيندز، أولكسندر؛ وآخرون . (يوليو 2013). "وسائط L1 0 FePtX-Y للتسجيل المغناطيسي بمساعدة الحرارة: وسائط L1 0 FePtX-Y للتسجيل المغناطيسي بمساعدة الحرارة" . Physica Status Solidi A. 210 ( 7): 1245–1260 . doi : 10.1002/pssa.201329106 . 
  4. ↑ روس، كاليفورنيا (أغسطس 2001). "وسائط التسجيل المغناطيسية المنقوشة". المراجعة السنوية لبحوث المواد . 31 (1): 203-235 . Bibcode : 2001AnRMS..31..203R . doi : 10.1146/annurev.matsci.31.1.203 .
  5. ↑ غريفيث، ريس (25 نوفمبر 2013). "التجميع الذاتي الموجه للبوليمرات المتجانسة لاستخدامها في تصنيع الوسائط ذات الأنماط الرقمية" . مجلة الفيزياء د: الفيزياء التطبيقية . 46 (50) 503001. رمز Bibcode : 2013JPhD...46X3001A . doi : 10.1088/0022-3727/46/50/503001 .
  6. ↑ شاهسافاري وآخرون (2014). تتبع التكرار في تسجيل الوسائط ذات النمط البتّي . مؤتمر الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين 2014 حول أنظمة تخزين ومعالجة المعلومات. ص. V001T03A001. doi : 10.1115/ISPS2014-6946 . ISBN   978-0-7918-4579-0. S2CID 13817067 . أيقونة الوصول المفتوح( تمت أرشفة بتاريخ 11-10-2020)
  7. ↑ وولف، جون سي؛ بيندهاركار، سانديب في؛ وآخرون (نوفمبر 1996). "عملية طباعة حجرية باستخدام حزمة أيونية تقاربية للهياكل النانوية عالية الكثافة". مجلة علوم وتكنولوجيا الفراغ ب: الإلكترونيات الدقيقة والهياكل النانوية . 14 (6): 3896. رمز Bibcode : 1996JVSTB..14.3896W . doi : 10.1116/1.588689 . 
  8. ↑ " تصنيع وسائط ذات أنماط بت مغناطيسية باستخدام التجميع الموجه للبوليمرات المتجانسة" . 2014. تم الاطلاع عليه في 17 سبتمبر 2014. يكمن الحل الأكثر واعدة لتحدي الطباعة الحجرية في التجميع الذاتي الموجه لأغشية البوليمرات المتجانسة، والذي تطور مؤخرًا كتقنية فعالة لتحقيق طباعة حجرية بدقة أقل من 20 نانومتر في الوقت المناسب لتقنية BPM.
  9. ↑ روس، سي إيه؛ تشينغ، جيه واي (سبتمبر 2008). "وسائط مغناطيسية منقوشة مصنوعة بتقنية الطباعة الحجرية ذاتية التجميع باستخدام البوليمرات المتجانسة". نشرة جمعية أبحاث المواد . 33 (9): 838-845 . doi : 10.1557/mrs2008.179 .