Seagate, Heat-Assisted Magnetic Recording, kısaca HAMR teknolojisini 2018 için geliştiriyor.
Depolama ihtiyaçları gelişen teknolojiler ve artan talepler nedeniyle her geçen yıl katlanarak artıyor. Günümüzde 10 TB ve üstü depolama sağlayan diskler neredeyse standart olmuşken, yakın gelecekte bu standardın 20 TB üstüne çıkması bekleniyor. Seagate mühendislerinin yeni projesi Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) ise katlanarak artan depolama ihtiyaçlarına bir çözüm sunmaya geliyor.
HAMR, zaman içinde ufak bir diske depolanabilen veriyi yüksek oranda arttırmayı hedefleyen bir teknoloji. Seagate’in açıkladığı üzere bu teknolojiye sahip olan disklerin kayıt başlığında küçük bir lazer yer alıyor. Bu lazer daha sonra diskin üzerinde verinin yazılacağı yeri ısıtarak daha küçük veri hücrelerinin diske 0 veya 1 olarak yazılmasına imkan sunuyor. Daha küçük hücreler ise doğal olarak aynı alana daha fazla verinin sıkıştırılmasını sağlıyor.
Son 50 yılı göz önüne alırsak, sabit disklerin alansal yoğunluğu Moore yasasından bile hızlı büyüyor. Bu da net bir şekilde bu alandaki talebin sürekli arttığını ve depolama teknolojilerinin de buna bağlı olarak sürekli evrildiğini gösteriyor.
Gelişmiş Depolama Teknolojileri Birliği (ASTC), HAMR teknolojisinin depolama evriminin bir sonraki ayağı olacağını belirtiyor ve Seagate de disklerin alansal yoğunluğunun artmasının, aynı alana depolanabilecek verilerin miktarının artmasına yardımcı olacağını iddia ediyor.
Veri yoğunluğun önemi
International Data Corporation (IDC) tarafından yapılan araştırmalara göre, tüm dünya çapında kurumsal ve bireysel kullanımdan doğan verilerin miktarı her iki yılda bir iki katına çıkmaya devam edecek. Bu hesaplamalara göre 2025 yılına vardığımızda küresel veri kullanımı 163 ZettaByte’ın üstüne çıkacak. Karşılaştırma yapacak olursak bu değer 2016 yılında 16.1 ZB idi.
IDC günümüzde verilerin rolünün ve yoğunluğunun değişmesinin sebepleri olarak 5 yeni trendi gösteriyor. Bunlar; gömülü sistemler ve Nesnelerin İnterneti (IoT), sürekli erişilebilir gerçek zamanlı mobil veriler, bilişsel yapay zeka sistemleri, artan güvenlik gereksinimleri ve genel olarak verinin kurumsal kabuğundan çıkıp kişisel yaşamda kendine yer bulması olarak listeleniyor.
Birbirine sürekli bağlı cihazlar tarafından gerçek zamanlı yaratılan veriler günümüz teknolojisinin veri çağına geçişini hızlandırıyor. Kurumsal ve kişisel kullanımların yanı sıra, hayatımızın ayrılmaz parçaları olan elektrik santralleri, su sistemleri, hastaneler ve diğer modern altyapılar sürekli artan bir veri talebi içindeler. Veri talebinin artması da doğal olarak bu verileri saklayacak depolama sistemlerinin gelişimini hızlandırıyor.
HAMR teknolojisi nasıl çalışıyor
Bugünlerde bilgisayarlarımızda bulunan geleneksel sabit diskler, genellikle manyetik tanecikler içeren ve manyetiğe duyarlı filmler ile kaplı bir veya iki metal disk içerir. Bu disklere veri yazılacağı zaman yazma başlığı dönen diskin hemen üzerine gelir ve yazma işlemi sırasında başlık sürekli olarak manyetik bölgedeki taneciklerin kutuplarını değiştirir. Manyetik taneciklerin kutuplarının yönüne bağlı olarak diske 1 veya 0 yazılır. Diske yazılabilecek verinin boyutunu artırmak için bu manyetik bölgelerin birbirine daha yakın olması ve manyetik taneciklerin boyutlarının daha küçük olması gerekir.
HAMR teknolojisi ise manyetik taneciklerin yoğunluğunu artırarak bu soruna bir çözüm getirmeye hazırlanıyor. Güncel tahminlere göre HAMR teknolojisi geleneksel disklerde 5 Tbpsi (inç kare başına düşen Terabit) değerini elde edebiliyor. Bu değerin gelecekte kullanılması planlanan desenli diskler ile birlikte 10 Tbpsi’ye ulaşması bekleniyor. Bu desenli disklerde, ayrık noktalar önceden belirlenmiş konumlara, ideal performans için yerleştirilecek. Bu teknolojiler ile birlikte sabit disklerin 2030’dan önce 100 TB’a ulaşması bekleniyor.
Ancak bitlerin bu denli birbirlerine yaklaştırılması bazı sorunları da beraberinde getiriyor. Bu işlemin geleneksel manyetik disklerde uygulanması, bitlerin sıcaklığa bağlı olarak bozulması ve temsil ettikleri veriyi kaybetmesi riskini doğuruyor. Manyetik tanecikleri korumak için de mıknatıslama değişimlerine karşı manyetik materyalleri koruyabilecek bir kayıt medyasının kullanılması gerekiyor.
Bu durumda da diske yeni veri yazma zorlaşabiliyor. Mıknatıslanmaya dayanıklı diskler saklanan verinin korunmasına yardımcı olsa da, yeni veri yazımı için gerekli olan manyetik kutup değiştirme işlemine karşı direnç gösterebiliyor.
Bu nedenlerle HAMR teknolojisi için bitleri stabil tutacak demir-alüminyum alaşımı tarzı yüksek anizotropiye sahip kayıt medyaları geliştirmek gerekiyordu. Seagate mühendisleri bu amaçla yıllar boyunca farklı alaşım yapılarına sahip pek çok demir-alüminyum alaşımı tanecikli disk filmini test etti.
Elde edilen bu yeni kayıt medyası o kadar sert ki, normal sıcaklıklar altında geleneksel kayıt başlıkları diske 0 veya 1 yazmak için manyetik taneciklerin kutuplarını değiştiremiyor. Ancak verinin yazılacağı nokta bir şekilde ısıtıldığında, kayıt medyasının üstündeki koruma alanı aşılabiliyor ve istenen noktaya veri yazılabiliyor.
Bahsi geçen ısıtma işlemi içinse HAMR teknolojisinin lazeri devreye giriyor. Disk filmlerinin üstündeki koruma alanını aşması için diskin kayıt başlığına plasmonik bir yakın alan enerji dönüştürücüsü (NFT) eklendi. Bu NFT birimleri ışık enerjisini odaklayıp, bu enerjiyi ışığın dalga boyundan daha küçük bir alana hapsetmesini sağlıyor. Bu sayede nanometreler ile ölçülebilen küçük alanlar hızlı bir şekilde veri yazmak için ısıtılabiliyor.
HAMR teknolojisinin geleceği
HAMR hala geliştirme aşamasında olan bir teknoloji, ancak Seagate bu teknolojinin çok yakın bir zamanda tüketicilere sunulabileceğini düşünüyor. Şirketin asıl hedefi 2019 itibariyle 20 TB’lık sabit disklerini raflara çıkarmak.
HAMR teknolojisinden faydalanan cihazlar şu an Seagate fabrikalarında üretiliyor. Şirket yıl içinde ilk modelleri test kullanımı için dağıtmayı hedefliyor. 2018 sonu itibariyle de bitmiş ürünlerin profesyonel Seagate müşterilerine dağıtılması bekleniyor.
