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Par Frédéric Heissler |  |
Cours sur le Disque Dur |
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Par Frédéric Heissler | |
| Tête de lecture | Description |
| Ferrite | Actuellement totalement démodé, elle se présentait comme une sorte d'aimant en forme de U. |
| MIG | Il s'agit ici de l'abréviation de Metal-In-Gap. Aussi démodée, très proche du modèle Ferrite, elle est composée d'un alliage nettement plus sensible |
| TF | Thin-Film, ce modèle était le plus utilisé jusqu'en 1997. Le principe consiste à détecter le courant induit généré par une bobine soumis à un champ magnétique. |
| MR | Magneto-résistive, il s'agit ici d'un modèle qui utilise 2 tête. En effet, si la lecture utilise une tête MR, l'écriture se fait toujours à l'aide d'une tête TF. La tête de lecture contient un capteur à base de NiFe dont la résistance change d'état en fonction du champ magnétique provenant des plateaux du disque dur. Un capteur lit cette variation et la transmet. Ce procédé permet d'avoir des têtes plus sensibles et plus fines donc une densité plus importante. C'est grâce à cela que les disques on considérablement évolués en terme de capacités. |
| GMR | Giant Magneto-résistive, il s'agit d'une évolution du modèle précédent.
Dans ce cas on à deux film NiFe séparés par une couche de conductrice très fine.
On utilise ici le fait qu'un électron peut avoir d'un point de vue quantique, 2 spins. Lorsque le spin est parallèle à l'orientation du champ magnétique du disque dur, une faible résistance électrique est produite , par contre quand le spin est de direction opposé, une forte résistance électrique est généré. L'objectif est d'augmenter la sensibilité des têtes afin d'augmenter la densité de particule ferromagnétique d'un support. Il existe deux mode, le Current-in-Plane d'IBM et le Current-Perpendicular-to-Plane de Futjisu. |
| AFC | Anti-Ferromagnetically Coupled. Il ne s'agit pas de nouvelles têtes mais d'un nouveau support magnetique appellé Pixie dust (Poussière de fée). Il s'agit d'un revêtement de trois atômes d'épaisseur de ruthénium (Proche du platine) pris en entre 2 couches magnétiques. Cette nouvelle technologie permet déjà de stocker jusqu'a 25,7 Gbits/pouces2 et permettra d'aller jusqu'a 400 Gbits/pouces2. |
Les technologies récentes PRML (Partial Response Maximum Likehood) et MR (Magnéto-Résistive). La technologie PRML (Partial Response Maximum Likelihood) réduit l’interférence signal-bruit (S/B), ce qui permet des densités surfaciques et des taux de transfert élevés, sans sacrifier la fiabilité de l’unité.
Ces deux technologies concernent les têtes de lecture des disques durs. Issues des centres de recherche et de développement d’IBM, les têtes de lecture magnéto-résistives (ou MR) vont peu à peu remplacer les têtes de lecture film mince (ou TF pour thin film ) inductive conventionnelles. La raison avancée, les têtes MR fournissent des signaux de bien meilleure qualité que les têtes TF. D'autre part, le niveau des signaux, issus des têtes MR, est indépendant de la vitesse de rotation du disque, à la différence des têtes TF. Grâce à la technologie MR, il est donc envisageable d'augmenter encore la vitesse de rotation des disques, et de ce fait d’accroître leurs performances générales.
Les disques les plus rapides, disponibles sur le marché, offrent une vitesse de rotation d'environ 15 000 RPM (rotations par minute) avec l'Ultrastar 36LZX d'IBM.
Aussi, grâce à la technologie MR, la densité de stockage (ou areal density) c'est considérablement accrue. Avec les têtes TF, la densité de stockage pouvais au maximum atteindre les 800 Mbits/pouces2.
En l997, la technologie MR à permit de porter cette densité à plus de 2 Gbits/pouces2, En l999 on a atteint la barrière des 20 Gbits/pouces2, grâce à la technologie GMR, ou Giant Magnetoresistive, une évolution de la technologie MR).
De nombreux fabricants de disques durs ont d'ores et déjà adopté la technologie MR (Fujitsu, Western Digital, Quantum, IBM, Seagate, etc. ). En l997, les têtes MR ont totalement supplantées les têtes film mince conventionnelles.
Autre technologie clé, PRML (ou Partial Response Maximum likehood ). Cette technologie améliore la qualité du signal issu de la tête de lecture du disque dur. Le signal analogique est tout d'abord amplifié et filtré, puis échantillonné en différents points et converti ensuite en données digitales. Plus rapide que les méthodes classiques de détection de pics (ou techniques peak-detection read channel), PRML élimine pratiquement tous les parasites, ou bruits, captés par la tête de lecture.
| Mono Couche | Multi Couche | Fonctionnement |
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Cette nouvelle tête de lecture et le revêtement associé, devrait se généraliser d'ici 2004. Ce type de tête appellé CPP MGR, pour Current-Perpendicular-to-Plane mode Giant Magneto-Resistive, permet de faire passer la densité de stockage de 100 Gb/pouce à 300 Gb/pouce. L'objectif pour Futjisu est de concurencer le revêtement AFC c'est à dire la technologie Pixie-Dust. Le principe est simple, il consiste à orienter le champ magnétique du support Mrt ( voir shéma plus haut) perpendiculairement à la tête GRM. On a ainsi un signal plus fort qui permet d'augmenter la sensibilité de la tête GMR et donc d'augmenter la densité de stokage.
Voir les premières spécifications sur le site www.fcpa.fujitsu.com..|
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| Description du support magnétique Anti-Ferromagnetically Coupled. Site 1 | http://www.research.ibm.com/resources/news/20010518_pixie_dust.shtml |
| Description du support magnétique Anti-Ferromagnetically Coupled. Site 2 | http://www.research.ibm.com/resources/news/20010518_whitepaper.shtml |
| Théorie quantique sur le support magnétique à base de ruthérium. | http://www.research.ibm.com/journal/rd42-1.html |
| Description du fonctionnement des tête MR | http://www.storage.ibm.com/hdd/ipl/oem/tech/eraheads.htm |
| Description du fonctionnement des tête GMR | http://www.research.ibm.com/research/gmr.html |