Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1984/D19840924Elc040.shtml

Новые виды внешних запоминающих устройств

УДК 681.3+621.3.049.77

В связи с тем что скоростные характеристики компьютеров растут и средства вычислительной техники начинают затрагивать практически все стороны деятельности предприятий и жизни человека, увеличивается и потребность во внешних запоминающих устройствах с повышенными емкостями памяти и плотностями записи. Все виды средств вычислительной техники — от домашних и настольных компьютеров до центров обработки данных крупных корпораций — требуют от изготовителей внешней памяти на магнитных дисках уменьшения времени доступа и увеличения плотности записи благодаря применению оригинальных новых материалов и плавающих магнитных головок с уменьшенными зазорами относительно поверхности записи. Накопители на магнитной ленте, по-видимому, также вскоре изменят свой традиционный и привычный вид и снова станут весьма привлекательными для разработчиков ЭВМ — в частности, потому, что сейчас фирма IBM работает над созданием нового кассетного НМЛ. Кроме того, к выпуску готовятся долгожданные оптические дисковые накопители.

Все ведущие изготовители устройств внешней памяти на жестких магнитных дисках проводят эксперименты с тонкопленочными головками и новыми мелкодисперсными покрытиями и методами их напыления на носитель записи. Способы перпендикулярной записи — называемые так потому, что магнитные переходы ориентированы здесь под прямым углом к поверхности носителя, — обещают привести к уменьшению степени саморазмагничивания и обеспечить возможность достижения еще более высоких плотностей записи, поскольку позволят уменьшить размеры магнитных запоминающих элементов.

Некоторые специалисты сомневаются в том, что технология перпендикулярной записи действительно даст обещанные результаты. Сравнение данных, поступающих от фирм Hitachi Ltd. (Токио) и Fujitsu Ltd. (Кавасаки), которые используют для перпендикулярной записи кобальт-хромовую металлическую пленку, наносимую путем распыления, и фирм Ampex Corp. (Редвуд-Сити, шт.Калифорния) и NEC Corp. (Токио), которые сейчас проводят отработку способа продольной записи с использованием кобальт-фосфорного и кобальт-никелевого покрытия соответственно, позволяет считать, что ни один из этих способов не имеет, по-видимому, существенных преимуществ по отношению к другому.

Борьба с помехами

Главная проблема заключается в том, чтобы удержать в приемлемых пределах уровень помех, генерируемых плавающей магнитной головкой, при уменьшении величины зазора, требуемом для новых материалов покрытия носителя записи. Если существующие данные взять в качестве исходных, то путем экстраполяции можно вычислить, что тонкая металлическая пленка с высокой коэрцитивной силой позволит, по-видимому, получить исключительно высокие плотности записи — до 1770 бит/мм при использовании плавающей магнитной головки с 0,35-мкм зазором относительно поверхности, как в наиболее совершенном накопителе на магнитном диске модели 3380 фирмы IBM. Если же этот зазор удастся уменьшить до 0,1 мкм, то будет обеспечено увеличение плотности записи примерно до 3160 бит/мм.

Рис.2. Если традиционный способ горизонтальной записи (а) заменить способом перпендикулярной записи (б), то обеспечивается увеличение плотности записи и длительности хранения записанных данных. Разработчики проводят эксперименты с использованием как простой однополюсной головки, так и С-образной головки (в) для перпендикулярной записи.

Простое увеличение плотности записи не даст существенных выгод, если не будет обеспечена возможность точного позиционирования магнитных головок и их слежения за своими дорожками при вращении диска. Фирма LaBudde Engineering Corp. (Уэстлейк-Виллидж, шт.Калифорния) по аналогии с техническими решениями, разработанными для оптических дисковых накопителей, предложила так называемый следящий двигатель, который позволяет обеспечить поперечную плотность записи 118 дорожка/мм для 356-мм жесткого магнитного диска и 40 дорожка/мм для сменного носителя. Миниатюрный следящий двигатель с расположенными сверху головками устанавливается непосредственно на обычной консоли позиционера, который осуществляет грубый подвод головок; следящий двигатель обеспечивает точное позиционирование.

Серьезной проблемой будет уменьшение среднего времени доступа к данным на магнитных дисках, которое в настоящий момент в лучшем случае составляет 18 мс (для накопителей серии 3380 фирмы IBM). В научно-исследовательских лабораториях фирмы Memorex Corp. (Санта-Клара, шт.Калифорния), являющейся филиалом корпорации Burroughs Corp., сейчас проводятся работы, направленные на сокращение времени поиска цилиндра благодаря объединению нескольких тонкопленочных головок на одном башмаке-ползуне, с тем чтобы этот блок необходимо было перемещать только на расстояние между головками. Если такой подход окажется эффективным, то вполне возможно, что времена доступа удастся уменьшить примерно до 3 мс (при использовании многих головок, каждая из которых будет иметь свой пьезоэлектрический позиционер, привязанный к соответствующей поверхности диска).

Многие из технологических процессов, впервые разработанных для изготовления жестких магнитных дисков, сейчас начинают применяться в секторе гибких дисков. Так фирма, Brown Disc Manufacturing Inc. (Колорадо-Спрингс, шт.Колорадо) и другие используют модернизированную технологию изготовления гибких магнитных дисков путем нанесения частиц с коэрцитивной силой 48*103 А/м на диск диаметром 133 мм в центрифуге. Представители фирмы Brown заявляют, что это позволит получать диски с максимальной емкостью памяти 6 Мбайт (без разметки), однако большинство пользователей будут иметь только 1,6 Мбайт, когда изготовители комплексного оборудования начнут анонсировать этот новый диск осенью 1984г. Исключением является фирма Drivetec Inc. (Сан-Хосе, шт.Калифорния), которой удалось добиться емкости памяти 3,3 Мбайт для своего сегодняшнего накопителя и, быть может, удастся довести ее до 6,6 Мбайт в начале 1985г. благодаря тщательной отработке конструкции головок и управляющей электроники.

Ряд других специалистов считают, что применение 133-мм дисков не позволит изготавливать накопители большой емкости. В связи с невозможностью обеспечить достаточно жесткие допуски на конструктивные элементы накопителя на гибких дисках фирма Vertimag Systems (Миннеаполис) прекращает работы над 133-мм дискетом с вертикальной записью, в котором используется наносимое струйным способом кобальт-хромовое покрытие и который должен был иметь емкость памяти 3,4 Мбайт на поверхность (без разметки). Вместо этого фирма собирается выпускать 89-мм диск, подобный диску компании Sony. Однако внедрение диска в производство, планировавшееся на середину 1984г., произойдет, по-видимому, лишь через год.

В конкурентной борьбе, связанной с выбором диаметра диска, фирмам Sony и Hewlett-Packard Co., как видно, удалось отвести угрозу со стороны фирм Hitachi, Matsushita и Maxell, сторонников 76-мм диска, пойдя по пути компаний Seagate Technology, Dysan и Tabor, которые ориентируются на 82-мм диск. В то же время имеется более 30 ведущих фирм — изготовителей дисков, накопителей и компьютеров, которые ориентируются на 89-мм диски.

Эластичный носитель

В настоящее время разрабатываются некоторые гибридные технологии, которые, как предполагается, обеспечат сочетание наилучших характеристик гибких и жестких магнитных дисков. В качестве альтернативы винчестерской технологии фирма 3M Corp. (Сент-Пол, шт.Миннесота) разрабатывает свой новый носитель — диск с записью на эластичную натянутую пленку (stretch-surface recording (SSR) medium); представители фирмы заявляют, что гибкая пленка, натянутая на подложку из композитного полимера с ребрами, будет работать подобно винчестерскому диску, но при этом стоить приблизительно столько же, сколько дискет. Небольшие кольцевые ребра на наружном и внутреннем диаметрах литой подложки образуют как бы направляющие для натяжения новой оригинальной полиэфирной пленки, имеющей ферритовое покрытие с коэрцитивной силой 48*103 А/м, которое аналогично покрытию, применяемому в 133-мм дискетах фирмы 3M. Однако представители этой фирмы-изготовителя заявляют, что такая натянутая подложка может быть покрыта любой распространенной изотропной или металлической «краской», тонкими пленками продольной ориентации или кобальт-хромовыми металлическими пленками перпендикулярной ориентации.

Эластичная пленка, натянутая на подложку из композитного полимера с формованными кольцевыми ребрами, является новым видом носителя записи, разработанн
Рис.1. Эластичная пленка, натянутая на подложку из композитного полимера с формованными кольцевыми ребрами, является новым видом носителя записи, разработанным фирмой 3M Corp. (Сент-Пол, шт.Миннесота). Эта технология изготовления будет, по-видимому, наиболее широко применяться для выпуска дисков диаметром от 76 до 203 мм.

Фирма IBM Corp. (Армонк, шт.Нью-Йорк) впервые после 1972г. разработала новый накопитель на магнитной ленте; этот кассетный накопитель модели 3480 емкостью 200 Мбайт, получивший наименование Del Oro, рассчитан на использование 12,7-мм магнитной ленты с покрытием окисью хрома. Гигантской фирме по вычислительной технике благодаря записи на ленту по 18 параллельным дорожкам удалось достигнуть плотности записи около 750 бит/мм, однако, поскольку накопитель рассчитан на использование блоков размером 24К, наиболее целесообразным представляется его применение в качестве подсистемы дублирующей внешней памяти для работы в комплексе с дисковыми накопителями.

Оптические дисковые накопители

Следующие 12 месяцев могут оказаться годом реального внедрения в производство оптических дисковых накопителей. Эти устройства (с возможностью однократной записи или только считывания) начнут, по-видимому, выпускаться в достаточно крупных количествах в конце 1984 или начале 1985г., причем предполагается, что оптические диски с возможностью стирания записанных данных появятся в 1986г. Разработчики и системотехники, которые предполагают заменить магнитные устройства внешней памяти оптическими накопителями, могут оказаться на тупиковом пути. Необходима вовсе не замена — нужно просто подумать о том, каким образом объединять оптические накопители с магнитными запоминающими устройствами в подсистемах внешней памяти.

Пока остается нерешенным ряд вопросов, в частности вопрос о том, какую следует выбрать организацию, адресацию и индексацию памяти в иерархических подсистемах, с тем чтобы обеспечить возможность оперативного доступа к целым библиотекам архивных данных. Для решения массы новых проблем комплексирования придется приложить немало труда, однако любые затраты должны окупиться сторицей. Реймонд К. Фримэн мл., высококвалифицированный специалист по дисковой памяти (Санта-Барбара, шт.Калифорния), в недавно опубликованном обзоре ло проблемам оптической внешней памяти предсказывает, что объем продаж оптических дисковых накопителей увеличится практически с нуля в 1984г. до 7,3 млрд. долл. к 1990г.

Роберт Розенберг

Родительская статья:

Предстоящее слияние средств обработки, хранения и передачи информации (Обзор)

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 57, No.19 (700), 1984г - пер. с англ. М.: Мир, 1984, стр.50

ElectronicsWeek Vol.57 No.23 September 17, 1984 A McGraw-Hill Publication

ElectronicsWeek Vol.57 No.24 September 24, 1984 A McGraw-Hill Publication

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Запоминающие устройства





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:55 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1984/D19840924Elc040.shtml