Hitachi Achieves Nanotechnology Milestone for 4TB Hard Drive

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Hitachi Achieves Nanotechnology Milestone for 4TB Hard Drive




Hitachi, Ltd. and Hitachi Global Storage Technologies (Hitachi GST) announced today they have developed the world’s smallest read-head technology for hard disk drives, which is expected to quadruple current storage capacity limits to four terabytes (TB) on a desktop hard drive and one TB on a notebook hard drive.


Researchers at Hitachi have successfully reduced existing recording heads by more than a factor of two to achieve new heads in the 30-50 nanometer (nm) range, which is up to 2,000 times smaller than the width of an average human hair (approx. 70-100 microns). Called current perpendicular-to-the-plane giant magnetoresistive1 (CPP-GMR) heads, Hitachi’s new technology is expected to be implemented in shipping products in 2009 and reach its full potential in 2011.

Hitachi will present these achievements at the 8th Perpendicular Magnetic Recording Conference (PMRC 2007) to be held October 15-17, 2007 at the Tokyo International Forum in Japan.

"Hitachi continues to invest in deep research for the advancement of hard disk drives as we believe there is no other technology capable of providing the hard drive’s high-capacity, low-cost value for the foreseeable future,” said Hiroaki Odawara, Research Director, Storage Technology Research Center, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. “This is an achievement for consumers as much as it is for Hitachi. It allows Hitachi to fuel the growth of the ‘Terabyte Era’ of storage, which we started, and gives consumers virtually limitless ability for storing their digital content."

Hitachi believes CPP-GMR heads will enable hard disk drive (HDD) recording densities of 500 gigabits per square inch (Gb/in2) to one terabit per square inch (Tb/in2), a quadrupling of today’s highest areal densities. Earlier this year, Hitachi GST delivered the industry’s first one-terabyte hard drive at148 Gb/in2; the company’s highest areal density shipping in products today is in the 200 Gb/in2 range. These products use existing head technology, called TMR2 (tunnel-magnetoresistive) heads. The recording head and media are the two key technologies controlling the miniaturization evolution and the exponential capacity growth of the HDD.

Cutting Through the Noise – The Strongest Signal-to-Noise Ratio
The continued advancements of HDDs requires the ability to squeeze more, and thus, smaller data bits onto the recording media, necessitating the continued miniaturization of the recording heads to read those bits. However, as the head becomes smaller, electrical resistance increases, which, in turn, also increases the noise output and compromises the head’s ability to correctly read the data signal.

High signal output and low noise is what is desired in hard drive read operations; thus, researchers try to achieve a high signal-to-noise (S/N) ratio in developing effective read-head technology. Using TMR head technology, researchers predict that accurate read operations would not be conducted with confidence as recording densities begin to surpass 500 Gb/in2.

The CPP-GMR device, compared to the TMR device, exhibits less of an electrical resistance, resulting in lower electrical noise but also a smaller output signal. Therefore, issues such as producing a high output signal while maintaining a reduced noise to increase the S/N ratio needed to be resolved before the CPP-GMR technology became practical.

In response to this challenge, Hitachi, Ltd. and Hitachi GST have co-developed high-output technology and noise-reduction technology for the CPP-GMR head. A high electron-spin-scattering magnetic film material was used in the CPP-GMR layer to increase the signal output from the head, and new technology for damage-free fine patterning and noise suppression was developed. As a result, the signal-to-noise ratio, an important factor in determining the performance of a head, was drastically improved. For heads with track widths of 30nm to 50nm, industry-leading S/N ratios of 30 decibels (dB) and 40 dB, respectively, were recently achieved with the heads co-developed at Hitachi GST’s San Jose Research Center and Hitachi, Ltd.’s Central Research Laboratory in Japan.

Recording heads with 50nm track widths are expected to debut in commercial products in 2009, and those with 30nm track widths will be implemented in products in 2011. Current TMR heads, shipping in products today, have track widths of 70nm.

The Incredible Shrinking Head
The discovery of the GMR effect occurred in 1988, and that body of work was recognized just last week with a Nobel Prize for physics. Nearly two decades after its discovery, the effects of GMR technology are felt more strongly than ever with Hitachi’s demonstration of the CPP-GMR head today.

In 1997, nine years after the initial discovery of GMR technology, IBM implemented the industry’s first GMR heads in the Deskstar 16GXP. GMR heads allowed the HDD industry to continue its capacity growth and enabled the fastest growth period in history, when capacity doubled every year in the early 2000s. Today, although areal density growth has slowed, advancements to recording head technology, along with other HDD innovations, are enabling HDD capacity to double every two years.

In the past 51 years of the HDD industry, recording head technology has seen monumental decreases in size as areal density and storage capacity achieved dizzying heights. The first HDD recording head, called the inductive head, debuted in 1956 in the RAMAC – the very first hard drive – with a track width of 1/20th of an inch, or 1.2 million nm. Today, the CPP-GMR head, with a track width of about one-millionth of an inch, or 30nm, represents a size reduction by a factor of 40,000 over the inductive head used in the RAMAC in 1956.


Source: Hitachi GST


cumps
 
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Gostei principalmente da versão de 1 terabyte para portátil :p Um disco externo destes jasus8|

Já que DENTRO do portátil, quero um SSD :D
 
n me parece que os suportes magnéticos desapareçam assim de repente, podem coexistir perfeitamente com os solid state, orientados para mercados e finalidades diferentes...
 
O futuro está nos SSDs e parentes próximos. A tendência natural é para suportes magnéticos desaparecerem ...

eu diria que em armazenamento em quantidade, os suportes magneticos vão levar sempre a vantagem.

O SSD, vai ter sempre limitações relativas ao espaço ocupado por um transistor... o suporte magnetico consegue ter elementos de armazenamentos inferiores ao tamanho do transistor (neste caso estamos a falar de 30nm, e estou convencido que ainda se vai poder fazer melhor, com o desenvolvimento desta tecnologia). e assim, por motivos de espaço fisico, acho que o SSD, não será capaz de chegar a capacidades desta ordem (pelo menos, não será capaz de oferecer o mesmo espaço, numa drive do mesmo tamanho).
Assim, acho que o disco convencional ainda vai ter vida longa, para armazenamento em massa, sem grandes necessidades de velocidade.

Mas sim, o disco rigido convencional dos PCs deve passar a ser SSD, mais ano menos ano... apesar das necessidades crescentes de espaço de armazenamento, creio que 200gb ssd a 300 dollares, estão a poucos anos de distancia... quando ca chegarem, a esse preço, os 200gb devem ser o standart, assim como hoje o standart, deve andar à volta dos 80gb a 120gb, e ha uns 3 anos, andava à volta dos 40GB...
e os suportes magneticos passarão a destinar-se a outros mercados... desaparecer, não me parece.
 
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eu diria que em armazenamento em quantidade, os suportes magneticos vão levar sempre a vantagem.

O SSD, vai ter sempre limitações relativas ao espaço ocupado por um transistor... o suporte magnetico consegue ter elementos de armazenamentos inferiores ao tamanho do transistor (neste caso estamos a falar de 30nm, e estou convencido que ainda se vai poder fazer melhor, com o desenvolvimento desta tecnologia). e assim, por motivos de espaço fisico, acho que o SSD, não será capaz de chegar a capacidades desta ordem (pelo menos, não será capaz de oferecer o mesmo espaço, numa drive do mesmo tamanho).
Assim, acho que o disco convencional ainda vai ter vida longa, para armazenamento em massa, sem grandes necessidades de velocidade.

Mas sim, o disco rigido convencional dos PCs deve passar a ser SSD, mais ano menos ano... apesar das necessidades crescentes de espaço de armazenamento, creio que 200gb ssd a 300 dollares, estão a poucos anos de distancia... quando ca chegarem, a esse preço, os 200gb devem ser o standart, assim como hoje o standart, deve andar à volta dos 80gb a 120gb, e ha uns 3 anos, andava à volta dos 40GB...
e os suportes magneticos passarão a destinar-se a outros mercados... desaparecer, não me parece.


Tendo em conta que a intel ja demonstrou transistors de 30, 20 e até 15nm funcionais, não me parece que os problemas estejam no tamanho. Os custos de produção é que ainda são elevados. Mas não tenho duvidas nenhumas que os suportes magnéticos acabarão por desaparecer.
 
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Tendo em conta que a intel ja demonstrou transistors de 30, 20 e até 15nm funcionais, não me parece que os problemas estejam no tamanho. Os custos de produção é que ainda são elevados. Mas não tenho duvidas nenhumas que os suportes magnéticos acabarão por desaparecer.

uma porta logica NAND (que acho que é o que se usa habitualmente em flash drives.. na verdade, com nands pode-se fazer tudo, btw) tem mais que um transistor (um transistor não armazena um bit) e depois, precisas de ter os BUSes de ligação... nem todo o espaço é ocupado por transistores.
 
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De certa forma estou errado pois cada celula de uma memoria flash é constituida por dois transistores.


De qualquer forma mesmo com o dobro (2 transistores) estariamos a falar em 30 nm. Mas isto é só um exemplo, pois se consultarem alguns links que andam por aí, a Toshiba e a Samsung já possuem tecnologia para usar o processo de fabrico de 30nm, sendo que a samsung, possui forma de a reduzir até aos 20nm.


Tendo em conta que suportes magnéticos devem ter mais de 40 anos, e as flashs como as conhecemos nem 10 anos devem ter, eu diria que o futuro está mesmo para os dispositivos flash.
 
para quem nao percebe ingles...

Ciberia.aeiou.pt disse:
Discos rígidos de 4 terabytes podem chegar em 2011

A empresa japonesa anunciou na segunda-feira que desenvolveu a mais pequena tecnologia de cabeças de leitura de discos rígidos do mundo.

De acordo com as previsões da Hitachi, este avanço na área da nanotecnologia possibilitará, já em 2011, a comercialização de discos rígidos de 4TB (terabytes) para os computadores de secretária e de 1TB para os computadores portáteis.

As cabeças de leitura de discos rígidos desenvolvidos pela empresa - 2.000 vezes mais finas do que um fio de cabelo humano - vão permitir quadruplicar a capacidade dos discos rígidos que existem actualmente no mercado.

A Hitachi acredita que a nova tecnologia estará disponível comercialmente em 2009 e atingirá todo o seu potencial em 2011. A empresa nipónica defende ainda que esta inovação vai abrir as portas à «era do terabyte».
 
Mas uma coisa é verdade, em breve deve atingir o limite de armazenamento, ou seja o limite atómico :D

Sobre SSD vs magnéticos, até SSD's matar os magnéticos de vez ainda devem passar muitos anos!

Vamos é ter os 2 em "simbiose", SSD's para main disk, magnéticos para armazenamento em massa, visto que aqui o que interessa é muitos gigas (ou teras :p), no menor espaço possível e a baixo custo, enquanto para OS e programas, o espaço exigido é inferior e a performance e fiabilidade é requisito!
 
mesmo assim acho um evolução lenta... 4tb somente em 2011... comparativamente com o que os discos evoluiram nos ultimos anos..
É sinal que as coisas estão a chegar perto dos limites físicos. É nesta altura que deveriam começar a aparecer novos tipos de armazenamento de dados... Vamos ver o que o futuro nos reserva.
 
É sinal que as coisas estão a chegar perto dos limites físicos. É nesta altura que deveriam começar a aparecer novos tipos de armazenamento de dados... Vamos ver o que o futuro nos reserva.

os limites fisicos só serão atingidos por volta de 2017 que é quando o os microships possuirem o tamanho de moléculas!!
 
Mas estamos a falar de integrados ou de armazenamento?... É que eu estava a referir-me a suporte de memória, não de processos de produção de transístores...
 
Mas estamos a falar de integrados ou de armazenamento?... É que eu estava a referir-me a suporte de memória, não de processos de produção de transístores...

sei lá, n sou nenhum ratinho nisso... sei isto pq vi no Discovery a dizerem que a essa altura já n será mais possivel diminuir o chip visto que o mais pequeno que existe são as particulas elementares, os atomos.. e qq produto n pode ser feito mais pequeno do que os componentes que o constituem..

de qq maneira acredito plenamente que em 2011 já teremos dispositivos que consigam armazenar mt mais informação... seja ela por flash ou por disco..
 
Realmente, só 4TB em 2011. Isso é daki a 3 anos e tal. Actualmente já se encontram discos de 1TB à venda, 3 anos para multiplicar por 4 a capacidade? era um abrandamento enorme na escalada.

Quanto aos SSD, apesar de terem em conta a fonte que é, dá para ter uma ideia das desvantagens do SSD:

Flash based SSDs also have several disadvantages:

* Price - As of early 2007, flash memory prices are still considerably higher per gigabyte than those of comparable conventional hard drives - around US$8 per GB compared to about US$0.25 for mechanical drives. A 128GB SSD on Newegg currently (October 11, 2007) is $5,000+
* Lower recoverability - After mechanical failure the data is completely lost as the cell is destroyed, while if normal HDD suffers mechanical failure the data is often recoverable using expert help. Subsequent investigations into this field, however, have found that data can be recovered from SSD memory.
* Vulnerability to certain types of effects, including abrupt power loss (especially DRAM based SSDs), magnetic fields and electric/static charges compared to normal HDDs (which store the data inside a Faraday cage).
* Somewhat slower than conventional disks on sequential I/O, the latest perpendicular hard disks doing about 150 MB/s read, with the latest SSDs doing about 120 MB/s read.[2]
* Limited write cycles. Typical Flash storage will typically wear out after 100,000-300,000 write cycles, while high endurance Flash storage is often marketed with endurance of 1-5 million write cycles (many log files, file allocation tables, and other commonly used parts of the file system exceed this over the lifetime of a computer). Special file systems or firmware designs can mitigate this problem by spreading writes over the entire device, rather than rewriting files in place. [3]
* Slow random write speeds - as erase blocks on SSDs generally are quite large, they're far slower than conventional disks for random writes [4]

http://en.wikipedia.org/wiki/Solid_state_drive

Portanto, os discos magnéticos devem durar ainda uns bons tempos. Mesmo em termos de performance, em servidores e afins, aquele problema da limitação do número de escritas e baixa velocidade na escrita aleatória são um bocado chatos.
 
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Realmente, só 4TB em 2011. Isso é daki a 3 anos e tal. Actualmente já se encontram discos de 1TB à venda, 3 anos para multiplicar por 4 a capacidade? era um abrandamento enorme na escalada.

Era?

qual era a capacidade maxima dos discos que encontravas no mercado, ha 4 anos atrás?

mas antes de sairem os discos de 4TB, ainda aparecem discos com mais que 1TB. não fica tudo parado à espera desta nova tecnologia.
 
Era?

qual era a capacidade maxima dos discos que encontravas no mercado, ha 4 anos atrás?

mas antes de sairem os discos de 4TB, ainda aparecem discos com mais que 1TB. não fica tudo parado à espera desta nova tecnologia.

A ideia que tenho (apesar de já terem passado alguns anos) é que não demorou 4 anos entre termos discos de 1 e 4 GB. Penso que é uma boa comparação.

No entanto, no press release, parece-me que eles não dizem que so em 2011 é que vão ter os 4 TB. O que dizem é que em 2011 chegará ao "full potential", o que não tenho a certeza que é esta "quadriplicação".
 
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