Perkembangan Hard Disk

Kapasitas Super Lega Produsen semakin padat mengemas data pada hard disk. Hard disk masa depan bakal dilengkapi dengan laser dan pelumas! PERKEMBANGAN HARD DISK - Di lab para produsen hard disk mencari kepadatan data yang lebih tinggi. Akhir tahun ini, kapasitas hard disk bakal memiliki rekor baru. Hard disk untuk PC akan mampu menampung data sebanyak 1 Terabyte bahkan lebih. Selanjutnya setiap 2 tahun kapasitas hard disk akan berlipat ganda. Notebook yang kini memiliki hard disk 160 GB akan dilengkapi dengan hard disk 320 GB. Akan tetapi, bila produsen tidak memikirkan cara baru memadatkan data, mulai 2010 mereka akan mendapat masalah. Di masa depan, trik membuat Bits lebih kecil agar lebih banyak data lagi tersimpan pada hard disk tidak lagi memadai. Bits yang terlalu kecil akan mudah kehilangan orientasi. Akibatnya, penyimpanan data akan seperti permainan roulette. Misalnya saja jika terjadi fluktuasi suhu ringan, data yang terdiri atas 1 dan 0 tidak dapat lagi dibaca. Inilah yang disebut efek superparamagnetik. Langkah pertama menuju era baru telah dipelopori oleh teknologi perpendicular recording. Bits yang tegak lurus ke arah putar mempersulit perubahan kutub oleh efek superparamagnetik. Selain itu, bersamaan dengan teknologi baru ini, para produsen juga melengkapi hard disk mereka dengan kumparan magnet yang lebih peka serta algoritma yang lebih baik untuk membaca data. Kekurangan Bits yang lebih kecil adalah menghasilkan medan magnet yang lebih lemah. Teknologi yang masih baru ini masih dapat dikembangkan lebih lanjut dan cocok digunakan untuk kapasitas data yang sangat tinggi. Dr. Dieter Weller, Kepala Penelitian di Seagates Recording Media Center di Silicon Valley, memperkirakan perpendicular recording memungkinkan kepadatan data hingga 500 Gigabit/inci persegi. Saat ini, kepadatan yang baru dicapai adalah 130 Gigabit/inci persegi. Panas Membuat Logam Keras Melunak Untuk bisa memuat data lebih padat lagi, dibutuhkan material baru yang juga menuntut penanganan yang sama sekali baru. Misalnya, campuran besi dan platina (FePt) dalam sebuah struktur kimia tertentu. Material yang keras mencegah perubahan kutub magnet-magnet kecil yang tidak diinginkan. Untuk dapat menulisi FePt, komponen head tulis harus mampu membuat medan magnet yang sangat kuat. Solusi Seagate untuk itu adalah HAMR: Heat Assistance Magnetic Recording. Data akan ditulis secara magnetik pada keping yang berputar. Untuk itu, digunakan sebuah laser untuk memanasi material logam tersebut dalam waktu singkat pada tiap Bit. Dalam lapisan magnet yang lunak, Bits dapat lebih mudah. Setelah pendinginan, Bits pun menjadi lebih stabil. Kombinasi komponen head magnet dan laser bukanlah hal baru. Sejak lama drive magneto optical (MO) menggunakan cara ini untuk menulis media. Dalam hard disk, cara kerjanya agak berbeda. “Pada HAMR, komponen head magnet dan laser membentuk satu kesatuan,” kata pengembang Seagate, Dr. Weller. Di dekat head baca, laser akan memanasi sebuah titik, kemudian medan magnet dan suhu mengerjakan langkah selanjutnya.

Perangkat MO bekerja dengan 2 head terpisah. Sebelum menulis dibutuhkan tambahan proses hapus untuk inisialisasi media. MO tidak cukup cepat untuk melakukan keduanya sekaligus. Head magnet dan laser bekerja pada sisi yang berbeda. Namun pada HAMR, keduanya bekerja pada sisi yang sama. Dengan peningkatan kecepatan, para teknisi juga berhasil melakukan miniaturisasi spool pada head magnet. Dengan ukuran hanya sekitar 100 nanometer, spool HAMR berukuran 5 kali lebih kecil dibanding spool MO drive. Dimensinya sama seperti pancaran laser.

Prototip HAMR telah berfungsi di lab Seagate, Pittsburgh. Instalasi tes di sini hanya memiliki sedikit kemiripan dengan hard disk. Keping tersebut bisa mencapai kepadatan data di atas hard disk masa kini, tetapi tidak terpasang dalam casing seperti biasa. Mereka menggunakan perangkat khusus, Spinstands, untuk menguji produk tersebut. Sayangnya, kombinasi FePt yang dibutuhkan tidak mudah diproduksi, terutama bila permukaannya terdiri atas struktur-struktur yang sangat kecil. Padahal, hard disk masa depan membutuhkan pengaturan Bit yang sangat tepat. Saat ini, setiap Bit terdiri atas sekitar 100 butiran permukaan.

Semakin kecil struktur, semakin penting ketepatan. Pada hard disk FePt, maksimal terdapat 50 butiran membentuk satu Bit. Untuk mencapai kepadatan Terabit/inci persegi, tiap butiran harus berukuran seragam dengan ukuran maksimal 5 nanometer Teknologi untuk memproduksi permukaan semacam itu belum ada. Teknologi produksi chip memang dapat digunakan, tetapi Weller lebih suka teknik self-organizing, yaitu proses kimia yang otomatis menghasilkan butiran-butiran pembentuk Bit dengan ukuran seperti yang diinginkan.

Menurut Weller, kepadatan data 40-50 Terabit/inci persegi sangat dimungkinkan. Perkiraan sementara, mampu menghasilkan hard disk berkapasitas 150 Terabyte. Namun, masih diperlukan beberapa dasawarsa lagi hingga prototip ini mampu diproduksi massal.

TERMINAL HIBURAN - Untuk perangkat bergerak seperti iPod Video, Seagate merencanakan sebuah hard disk 120 GB yang tahan banting.

Hard Disk Mereparasi Sendiri
Magnetisasi titik yang semakin kecil menuntut jarak yang lebih kecil dari head dan permukaan hard disk (saat ini 5 nanometer). Tidak lama lagi, ukurannya akan menciut menjadi 2-3 nanometer. Dengan lapisan proteksi khusus, ukurannya bisa dikurangi lagi menjadi 1 nanometer.

Pada saat yang sama, industri ingin meningkatkan frekuensi putar hard disk menjadi 15 ribu per menit. Untuk memproteksi lapisan magnet yang peka, Fujitsu mengembangkan sebuah lapisan serupa Teflon. Seagate juga memperhitungkan penggunaan gas seperti Helium untuk proteksi anti-karat dalam casing.

Selain itu AS telah mempatenkan sebuah teknologi di mana hard disk dilengkapi dengan tanki pelumas. Untuk menyalurkan bahan pelumas, digunakan pipa-pipa karbon nano. Jika permukaan hard disk rusak karena tersentuh head atau kepanasan, ia dapat mereparasi diri sendiri dengan partikel-partikel karbon dari tanki.

Hard disk tahan banting amat penting untuk perangkat bergerak seperti notebook atau MP3 player. Untuk iPod Video yang baru misalnya, dalam waktu dekat, Seagate akan mengeluarkan hard disk berukuran 1,8 inci dengan kapasitas hingga 120 GB.

Solid State Disk, hard disk fix tanpa bagian yang bergerak menjadi saingan berat hard disk konvensional. Mungkin juga nantinya akan muncul varian ke-3 karena IBM, HP dan Seagate sedang mengembangkan teknologi baru tanpa keping berputar. Mereka memakai sebuah bidang dengan banyak head yang membaca data dari hard disk yang bergetar. Akan tetapi, sampai saat ini belum ada yang berani memastikan kapan teknologi ini akan siap digunakan.

Cara Kerja HAMR: Laser dan Kumparan Magnet Sebagai Tim

BITS LEBIH KECIL - Agar HAMR berfungsi, head magnet dan berkas laser harus bertemu pada sebuah titik berukuran sekitar 60 nanometer.

Cara kerja Heat Assistance Magnetic Recording sangat jelas terlihat di sini. Sebuah laser dalam head tulis/baca mendukung sistem hard disk dalam perubahan kutub Bit.

Dengan pemanasan per titik oleh laser, material lebih keras seperti FePt bisa digunakan sebagai lapisan magnetik. Bits yang lebih kecil juga dapat disimpan lebih stabil.