Fujitsu en route vers le térabit/pouce²

Le futur des disques durs passera par une nouvelle technologie, le Patterned Media. Grâce à elle, Fujitsu vient d’annoncer avoir réussi à atteindre la densité record de 1 Tb/in².

Une histoire de grain

La technique du Patterned Media, ou substrat structuré, repose sur une modification de la structure des disques magnétiques afin de réduire la taille d’un bit mémoire. Les disques sont en effet constitués d’un matériau ferromagnétique, fait de micrograins crystallins. Chaque grain peut avoir une polarisation magnétique donnée. Chaque bit de donnée est représenté par un amas de grains, tous polarisés de la même façon par la tête de lecture lors de l’écriture des données. Dans les disques actuels, il faut entre 50 et 100 grains pour stocker un bit.

Jusqu’à aujourd’hui, les fabricants de disques durs ont toujours augmenté la densité de stockage en réduisant la taille unitaire des grains. Malheureusement ce n’est plus possible. En deçà d’un certain volume, les grains deviennent trop instables et leur propre aimantation est influencée par celle des grains avoisinants. Les données se corrompent donc au fur et à mesure qu’elles sont écrites.

Le salut est dans les ilôts

Cette taille limite peut être dépassée en créant sur le disque des cellules mémoires, isolées les unes des autres. C’est l’idée à l’origine du Patterned Media. Au final, la structure d’un disque magnétique à Patterned Media ressemble étrangement à celle d’un disque optique (CD, DVD, Blu-ray etc.). Les bits y sont stockés dans des mini ilots magnétiques, alignés sur des pistes circulaires. Chaque ilot est isolé de ses voisins par un domaine neutre. La taille de chaque ilot peut ainsi être réduite à moins de 100 grains. Par exemple, pour atteindre une densité de 1 Tb/in², Fujitsu a pu réduire la taille de chaque ilot à moins de 25 nm.

Plus facile à dire qu’à faire, les techniques de lithographie actuellement utilisées pour graver les semi-conducteurs étant encore loin d’atteindre une telle finesse. Le procédé employé par Fujitsu n’a pas été dévoilé. Les débouchés commerciaux de cette technologie ne sont encore pas envisagés. Toutefois, si l’on prend en compte le fait que la capacité des disques durs double tous les ans en moyenne, et que l’on en est aujourd’hui à 300 Gbit/in², on devrait pouvoir acheter des disques Patterned Media d’ici 2010.

PM + TAR = 10 Tb/in²

Des capacités supérieures pourront être atteintes en couplant le Patterned Media à l’enregistrement thermo-assisté (Thermally Assisted Recording, TAR). Celui-ci permet de réduire encore la taille de chaque bit en utilisant des matériaux plus stables. Leur stabilité sera telle qu’ils devront être chauffés lors de chaque écriture, par un laser monté sur la tête d’enregistrement. La taille limite atteignable grâce au TAR est de 2 nm par grain, soit une densité totale encore 10 fois supérieure, soit 10 Tb/in². La limite théorique est située à 250 Tb/in².