HAMR与MAMR以及高容量硬盘的未来
现在企业对高容量数据存储的需求超过以往任何时候，因为当前在家办公趋势增加对云服务、视频内容和图像共享的使用。根据IDC称，现在生成的大多数数据都存储在具有成本效益的HDD中。
随着高性能闪存驱动器成为主流，容量成为HDD制造商的重点。供应商使用面密度来表示HDD容量，通常是每平方英寸存储的千兆数据。磁盘驱动器制造商一直在努力提高面密度，以节省空间、实现更高容量的驱动器并降低存储成本。
存储行业正在开发新兴技术来提高面密度，垂直磁记录（PMR）和带状磁记录（SMR）技术将逐渐淘汰，这些新兴技术包括热辅助磁记录（HAMR）和微波辅助磁记录技术（MAMR）。HAMR与MAMR之间可能暂时难分伯仲，但它们将会影响未来在云端和数据中心中使用的HDD的类型。
PMR和SMR驱动器的当前状态
第一款PMR驱动器于2005年问世，该驱动器采用一种新方法来扩展面密度。在这些驱动器中，位是垂直对齐，并且垂直于盘面放置，而不是水平放置。
随后制造商进一步完善PMR技术主要通过减少磁头介质间距和尺寸以及其他进步。但对于在更小空间存储数据方面，该技术已达到极限。每平方英寸约1.1兆兆比特数据，热稳定性成为PMR驱动器的问题。随着面密度和容量增加到TB范围，位值变得不那么可靠。
后来出现两种技术来替代PMR：SMR和二维磁记录（TDMR）。SMR通过部分重叠写磁道代替PMR的并行数据磁道布局。这种方法增加了每英寸的轨道数量，并缩小了轨道之间的空间。但是，SMR架构要求数据按顺序写入，否则，可能会出现性能问题。它需要对系统进行重大更改才能优化性能。
而TDMR使用多个读取元素从一个或相邻磁道读取数据。通过组合来自多个回读磁头的信号，该方法改善了记录磁道的信噪比。通过提供更强的信号，TDMR可以实现更高容量的驱动器，并可用于SMR和非SMR硬盘驱动器。
在通往HAMR和MAMR的道路上HDD获得能量帮助
热不稳定性仍然是当今HDD技术的问题。越来越密集的驱动器要求存储介质中具有更高的能量屏障，以保持热稳定性。为了在更高的能量屏障下可靠地记录数据，HDD执行器磁头必须产生更强的磁场。驱动器制造商希望借助能量辅助磁记录（EAMR）技术来做到这一点。通过使用热量或微波，EAMR技术降低了存储介质抵抗极性磁化强度变化的阻力，从而增加磁场和热稳定性。这就是HAMR和MAMR技术的用武之地。
西部数据公司提出了间接能源辅助PMR，也被称为能源增强PMR（ePMR）。该公司正在其最新发布的9盘式Gold 16 TB和18 TB HDD中使用ePMR。西部数据公司声称这些驱动器是EAMR的首个商业产品。西部数据公司表示，当使用ePMR时，可实现每英寸更大的比特数通过向记录磁头施加电流以增加磁场并提高可写性。
西部数据在开发MAMR HDD时提出了ePMR，MAMR HDD使用微波加热存储介质。MAMR和HAMR使用激光用于相同目的，它们被视为增加HDD容量的下一步。在未来几年， HAMR与MAMR之间将会决出胜负。
什么是MAMR技术？
MAMR技术最初是由卡内基梅隆大学电气和计算机工程教授Jimmy Zhu开发。在2017年西部数据公司展示首个MAMR HDD。
MAMR技术使用比PMR更稳定的记录介质，可容纳更小的位区域。该驱动器的执行器磁头包含一个自旋转矩振荡器，并在写极附近产生电磁场。数据可以在较低的磁场下写入介质，从而实现更密集更可靠的驱动器。MAMR技术不使用外部热量，并且写入工作温度与PMR驱动器相似。此外，MAMR驱动器架构与PMR驱动器相似，只需要更改执行器头即可。
西部数据公司使用镶嵌处理来制造其执行器磁头。这种方法使它可以塑造磁头，并更精确地整合扭力振荡器到磁头组件。该公司还使用微致动器来微调致动器头的位置，从而将致动器臂的铰接点更靠近磁头。致动器是驱动器中定位磁头以读取和写入数据的部分。微致动器为超高密度驱动器提供了对致动器的更多控制。
MAMR技术可与其他技术结合使用，例如可减少磁头阻力的充氦HDD。MAMR驱动器也有望整合多执行器技术，以提高吞吐量并加快读取、写入和驱动器重建的速度。
西部数据公司计划在2023年后改用基于MAMR的驱动器。与此同时，该公司已经在其18 TB和20 TB Ultrastar DC驱动器中使用ePMR技术。
什么是HAMR技术？
HAMR技术使用的记录材料不太容易发生热不稳定以及产生不可靠位值，这允许HDD中更小的记录位。在写入数据时，HAMR驱动器中使用的介质必须加热。例如，希捷技术公司正在记录磁头中使用小型激光二极管作为热源。这个激光会将希捷的玻璃记录介质加热到450摄氏度，然后该介质在纳秒内迅速冷却到室温。这种方法使得更容易翻转每个位的磁极性，从而允许将数据写入更小的区域以实现更高的驱动密度。
希捷公司称，HAMR工艺不会影响驱动器温度或介质的温度、稳定性和可靠性。某些HAMR驱动器会集成SMR技术，如果未按顺序写入数据，可能会遇到与SMR相同的性能问题。
希捷公司已与客户共同试用16 TB HAMR驱动器，并计划在2020年底前推出9盘式20 TB HDD。该公司表示，预计HAMR驱动器容量将每年增长30%，到2023年至少达到40 TB。
HAMR与MAMR
希捷公司并不是唯一制造HAMR HDD的供应商。西部数据和东芝正在探索HAMR和MAMR驱动器。而HDD媒体制造商Showa Denko K.K.在2020年初称，他们已经开发出由铁铂磁性合金制成的薄膜介质，用于HAMR驱动器。通过这种新介质，可以开发容量高达80 TB的3.5英寸基于HAMR的HDD。
在HAMR与MAMR之争中，尚不清楚哪种技术会胜出，但有一点很明确：HDD技术将继续成为存储市场上的中坚力量。究竟哪种技术将最终取胜，这将由未来几年内推出的早期EAMR产品来决定。请密切关注HDD未来的发展。
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