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El futuro de los discos HDD

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Disco duro 2 genérica

Mientras la tecnología de memoria de estado sólido continúa ampliando su presencia en todas las áreas tecnológicas, los fabricantes de discos duros magnéticos se afanan en aumentar las prestaciones de sus HDD para mantener su mercado. Las mejoras que se verán en el sector en los próximos años abarcan nuevos sistemas de grabación, mejores materiales para los discos y estructuras internas avanzadas que permitirán incrementar la capacidad y el rendimiento de las unidades magnéticas.

Durante la reciente conferencia IEE TMRC Conference 2018, organizada por IEE Magnetics Society y celebrada en California, las principales empresas relacionadas con la tecnología de discos duros magnéticos HDD se pusieron al día sobre los avances tecnológicos en los que está trabajando la industria. El evento se centró especialmente en la exposición de las nuevas tecnologías de grabación magnética asistida por calor (HAMR) y la grabación magnética asistida por microondas (MAMR), los dos avances más significativos que se han realizado para poder incrementar la densidad de grabación en los actuales discos HDD. También se habló ampliamente de los diferentes tipos de memorias MRAM (Magnetic RAM) que la industria está desarrollando, y que vendrían a mejorar las prestaciones de la actual DRAM. Pero, además de estas tecnologías, que el año pasado ya acapararon mucha atención durante la anterior edición de esta conferencia, este año se han mostrado otros avances interesantes que podrían contribuir mucho al aumento de la capacidad en los HDD, haciendo posible que puedan mantener su liderazgo en sectores clave como el de los discos nearline de uso empresarial.

La base de las nuevas tecnologías HAMR y MAMR se basan en calentar la superficie de grabación, mediante un láser o con microondas, y utilizar un cabezal más preciso para poder incrementar la densidad de datos grabados por centímetro cuadrado en los discos. Esto hace que el calor pueda dañar los componentes internos del disco y las áreas adyacentes dentro de la instalación, por lo que los fabricantes han diseñado estas unidades con gases inertes en su interior, como el helio, que permiten disminuir la temperatura sin afectar al funcionamiento. Durante la TMRC 2017 se mostró una unidad HAMR capaz de grabar hasta 1,97 Terabytes por pulgada cuadrada, que estaba construida con helio en su interior, en vez de aire. Las mejoras de densidad frente a los tradicionales HDD se hicieron patentes, y desde entonces los fabricantes de esta tecnología han continuado su desarrollo. Durante la última edición de la conferencia se ha hablado de ir un paso más lejos, eliminando completamente los gases en el interior de los discos duros. Los expertos tratan de demostrar que si se emplea vacío en el interior de las unidades se elimina el problema de la corrosión, el lubricante se hace innecesario y, además, se pueden eliminar ciertos elementos internos, como el recubrimiento de carbono en el cabezal y en los propios discos. Como resultado se logra un aumento significativo del espaciado magnético, ampliando la densidad lineal de las pistas y logrando un 35% más de capacidad en la grabación magnética perpendicular (PMR), y mejoras en las unidades con tecnología HAMR y MAMR. Además, gracias al uso del vacío se logra una reducción del 50% en el consumo de energía.

Otro de los avances mostrados durante la conferencia es un nuevo tipo de cabezal de lectura/escritura mejorado, que contribuye por su parte a aumentar aún más la densidad de grabación. En general, se habló mucho de los nuevos desarrollos de HAMR y MAMR, pero no se presentó ninguna demostración práctica de unidades MAMR, aunque se presentó un interesante concepto desarrollado por Toshiba, según el cual se podrían crear varias capas de grabación en cada disco. Estas estarían “sintonizada” para responder a diferentes frecuencias de microondas en un disco MAMR, lo que permitiría grabar en cada capa por separado según sea necesario. De llegar a materializarse, este tipo de grabación podría suponer un aumento enorme en la capacidad de los discos HDD, aunque aún no se ha mostrado un prototipo funcional de esta tecnología.

Entre los demás temas tratados durante la conferencia TMRC 2018 destacó la idea de cambiar el propio material de los discos en los que se registra la información. Generalmente están hechos de aluminio y los discos de 3,5 pulgadas de máxima capacidad actuales pueden contener hasta 8-9 unidades, con unos 14 Tb de capacidad. Para ampliar esta capacidad, el fabricante Hoya propone una solución basada en discos de cristal para unidades rellenas de helio, que permitirían integrar entre 10 y 12 discos rígidos dentro de una unidad de 3,5”. Se trata de una idea interesante que pretende proporcionar unidades de alta capacidad pensando especialmente en las necesidades de los centros de datos hiperescala. Todas las tecnologías presentadas durante este evento internacional persiguen el aumento de la capacidad de los discos duros, ya que es el factor más importante para competir con la creciente expansión de los discos duros SSD de alta capacidad. Las unidades de estado sólido están expandiéndose hasta entrar en mercados que se podían considerar bastiones del HDD, como el almacenamiento a largo plazo, de alta capacidad y bajo precio, para el sector empresarial y los grandes centros de datos. Mientras la guerra de precios de NAND Flash se recrudece, la industria del HDD tiene que poner todo su empeño para mantener su mercado en el favorable contexto actual, en el que la avalancha de datos no para de crecer y las organizaciones demandan cada vez más capacidad de almacenamiento.

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