日立制作所等发布可提高硬盘记录密度的技术

DATE 2008/07/31

　　【日经BP社报道】 ?
　　日立制作所与美国日立环球存储科技公司（Hitachi Global Storage Technologies，HGST）通过不断改进现有垂直磁记录方式，将面记录密度提高到了约610Gbit/（英寸）2发表资料，日文。这一密度是“现有量产产品的约2.5倍”（日立制作所）。“虽然还有几个问题没有解决，但已接近投产水平”（日立制作所）。今后计划面向量产进行研发。该公司尚未明确公布量产时间，“现有产品的水平约为250Gbit/（英寸）2，从研发阶段到量产花了2～3年左右时间。而610Gbit/（英寸）2的目标是用相同时间来实现”（日立制作所）。

　　对此次成果利用面记录密度测定方法中普遍采用的“747曲线”进行了评估，评测值见图1。747曲线根据相邻磁道间距和偏离磁道允许值的关系来求得磁道密度。此次验证的612Gbit/（英寸）2，其线记录密度为1606kBPI，磁道密度为381kTPI。记录磁头的磁记录宽度为80nm，播放磁头的磁播放宽度为40nm。垂直记录介质的保磁力为4.0kOe。

通过三方面改进实现

　　此次之所以能够实现610Gbit/（英寸）2，原因主要有三个方面。第一，改进了磁头；第二，改善了记录介质；第三，纠错码采用了LDPC。

——对现有产品配备的记录磁头和播放磁头进行了改进。为提高面记录密度而减小磁道间距，写入时，记录磁头的磁性超出记录磁道，就有可能会擦写或删除相邻磁道的信息。为此，现有产品采用了磁性屏蔽来覆盖记录磁头主磁极周围的“WAS结构”（图2）。而此次则通过改进该WAS结构，可以支持窄磁道间距。播放磁头采用的是TMR元件。

——采用了名为“Graded介质”的垂直记录介质。一般来说，为提高面记录密度而对介质的磁团簇进行微细化，热稳定性会下降，可能导致记录数据被擦写和删除。而为提高热稳定性，进行磁化翻转记录数据，就需要更大的磁性。为此，在Graded介质的记录膜上，使关联热稳定性的“各向异性磁场”依膜厚方向变化，兼顾了热稳定性和记录便捷性。另外，越靠近磁头的上层，各向异性磁场越小，而越往下层部分，各向异性磁场越大（图3）。此次的改进是，在记录时从上层部分开始磁化翻转，逐渐向下层传播，以辅助难以进行磁化翻转的下层部分。

——利用LDPC添加的奇偶标志与原来纠错码使用的里德－所罗门码时相比，所要的数据量可以更少。这样，硬盘的记录区域可以扩大约4%。所以，使用此次的记录介质和磁头，以LDPC为纠错码来制作硬盘的话，估计可以实现相当于635Gbit/（英寸）2的记录容量。