多层磁介质让HDD容量翻倍，可超过120TB

近些年，尽管HDD市场收到SSD重创，市场占比遭遇滑坡，但SSD在企业存储市场的侵蚀并未显著增加，SSD容量出货占企业存储（HDD+SSD）总量的比例保持在31-32%左右。然而，考虑到AI优化加速计算对全闪存架构的需求增加、全闪存方案在能耗和数据中心空间占用方面的长期优势，以及SSD密度不断提升等因素，未来SSD在企业存储市场的份额有可能上升。

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在过去的2023年，HDD厂商在提升容量和新技术方面也是不遗余力。

2023年初，西部数据已经开始出货采用传统磁记录（CMR）技术的22TB硬盘和采用叠瓦式磁记录（SMR）技术的26TB硬盘，这些均为7200转速的3.5英寸近线硬盘。
希捷在2023年4月份迎头赶上，宣布了自己的22TB硬盘Ironwolf Pro，
东芝在9月份凭借MG10F系列达到了22TB级别。

这些22TB硬盘均配备10个碟片，且采用氦气填充以降低空气阻力。

此外，希捷正处于推出热辅助磁记录（HAMR）技术的关键时刻，其路线图显示将实现50TB以上的存储容量。

希捷在FY24Q1财报中透露，计划在2024年初开始大规模生产其首款基于热辅助磁记录（HAMR）技术的32TB硬盘，并在大约两年后启动40TB+ HDD的大规模生产。首款HAMR硬盘将是32TB，之后依次是36TB、40TB，最后达到50TB，各容量点之间会有18至20个月的间隔。

近日，日本国立材料科学研究所（NIMS）、希捷科技（Seagate Technology）和日本東北大学（Tohoku University）的研究团队在《Acta Materialia》杂志上发表论文，展示了在双层颗粒介质上实现多级热辅助磁记录（HAMR）的可行性。

多级磁记录概念应用于硬盘已有相当一段时间，但其实际应用一直受阻于缺乏能在不同级别存储数据的合适介质。研究人员通过创造一种新型颗粒介质解决了这一挑战，该介质由两个FePt-C纳米颗粒薄膜组成，中间夹有一层立方晶体结构的Ru-C间隔层。这种设计使得在不同磁场和温度条件下可在每个层面上独立进行磁记录。

通过在写入过程中调整激光功率和磁场，可以独立记录两个FePt层，从而在不大幅改变磁层材料的情况下，理论上将存储密度和硬盘容量翻倍。

常规基于HAMR的硬盘使用覆盖有磁性薄膜（如铁铂合金FePt）的玻璃盘片，当用激光加热薄膜至居里温度（即薄膜改变磁性特性的温度）并降低其磁矫顽力时即可进行记录。

顾名思义，双层颗粒介质具有两层薄膜，各自具有不同的居里温度和磁晶各向异性。研究人员表示，此类介质能够实现超过10 Tbit/in²的记录密度，意味着采用10个盘片的硬盘容量可达120TB以上。研究人员声称，对热辅助磁记录进行磁测量和仿真表明，HAMR介质支持三级别记录，甚至可能具备四级别记录能力。

热辅助磁记录（HAMR）技术有望至少将存储密度和硬盘驱动器容量提高到标准垂直磁记录（PMR）技术的两倍以上。然而，最近展示的双层硬盘介质，采用多层堆叠的数据位存储方式，结合多级热辅助记录技术，至少可使当前一代HAMR技术的容量翻倍。那么现在是否可以期待60TB的HDD机械硬盘，未来10年甚至超过120TB？

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