新的光盘技术使每TB 5美元成为可能

新的光盘技术使每TB5美元成为可能尽管消费者个人电脑和游戏机正在向更快的固态硬盘（SSD）过渡，但硬盘（HDD）仍然以更低的价格提供更多的冷存储空间。一家公司说它可以为光盘技术带来重大飞跃。FolioPhotonics公司本周宣布了一种新的光盘存储方法，可以使硬盘比以前更大、更便宜。该公司表示，利用新的材料和制造技术，它可以提供每太字节5美元的存储，并最终达到每太字节1美元。目前最好的硬盘驱动器的价格是其五倍，约为每太字节25美元。新的光盘具有动态多层写/读能力，Folio公司通过获得专利的聚合物挤压、基于薄膜的光盘结构工艺、定制的光学拾取单元、易于扩展的聚合物共挤工艺和"下一代材料"实现了这一点。现在的档案光盘每面最多提供三层光学层，而Folio的光盘实现了16层薄膜。该公司计划继续增加这一数量。Folio公司还声称，其光盘比传统硬盘更节能，其实施有望降低数字存储行业的碳足迹。此外，新硬盘对电磁脉冲的抵抗力更强。该公司计划在2024年开始提供其新的硬盘，从每张光盘携带1TB的10个单元开始，转化为10TB的硬盘，价格约为50美元。目前，这么多钱可能让你买到2TB的硬盘。Folio希望最终能提供更大的硬盘。如果Folio的技术起飞，它将彻底改变目前超过20TB的硬盘的竞争。西部数据和希捷等制造商正争先恐后地在本十年中期之前制造出30TB的硬盘，并在2030年之前达到100TB。这些公司和东芝正在利用HAMR、微波辅助和iNAND存储器等技术挑战硬盘存储和性能的极限。希捷公司在2020年发布了20TB的硬盘，而西部数据在今年早些时候发布了26TB的硬盘。最近多层技术的进步可能会大大加快存储竞赛的速度。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311805.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311805.htm

研究人员利用多级磁记录技术实现磁区密度超过10Tbit/in²的超高密存储

研究人员利用多级磁记录技术实现磁区密度超过10Tbit/in²的超高密存储数据中心越来越多地将大量数据存储在硬盘驱动器（HDD）上，这些驱动器使用垂直磁记录（PMR）技术，以大约1.5Tbit/in²的磁区密度存储信息。然而，要过渡到更高的磁区密度，需要一种由铂铁晶粒组成的高各向异性磁记录介质，并结合热辅助激光写入技术。这种方法被称为热辅助磁记录（HAMR），能够维持高达10Tbit/in²的磁区记录密度。此外，与硬盘技术中使用的二进制记录层相比，通过存储3或4层的多记录层，根据新的原理，记录密度有可能超过10Tbit/in²。目前使用的HAMR系统（上）和三维磁记录系统（下）示意图。在三维磁记录系统中，每个记录层的居里温度相差约100K，通过调整激光功率将数据写入每个记录层。资料来源：高桥幸子NIMS、ThomasChang希捷科技、SimonGreaves东北大学在这项研究中，研究人员通过制造晶格匹配的FePt/Ru/FePt多层薄膜，并以Ru作为间隔层，成功地将铁铂记录层进行了三维排列。磁化测量结果表明，两个铁铂层具有不同的居里温度。这意味着，通过调整写入时的激光功率，可以实现三维记录。此外，我们还通过记录模拟，使用模仿制作介质的微观结构和磁性能的介质模型，证明了三维记录的原理。三维磁记录方法可以通过在三个维度上堆叠记录层来提高记录容量。这意味着可以用更少的硬盘存储更多的数字信息，从而为数据中心节约能源。今后团队还有计划开发缩小铁铂晶粒尺寸、改善取向和磁各向异性的工艺，并堆叠更多的铁铂层，以实现适合作为高密度硬盘实际使用的介质结构。这项研究发表于2024年3月24日的《材料学报》（ActaMaterialia）。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427310.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427310.htm

希捷为未来的120TB硬盘开发双层热辅助磁记录技术

希捷为未来的120TB硬盘开发双层热辅助磁记录技术希捷最近推出了其Mozaic3+存储平台，该平台为30TB硬盘驱动器实施了HAMR技术。这家美国存储巨头目前正与索尼合作开发新型HAMR写头，以满足技术行业不断增长的存储需求。在不久的将来，希捷可能需要为其HAMR产品探索双层磁性介质等未知领域。希捷、NIMS和东北大学的研究人员最近在《ActaMaterialia》上发表了一项研究，提出了一种可在多层配置中工作的HAMR存储新方法。通过在同一磁性介质的多层上记录比特，下一代HAMR磁头可以实现前所未有的磁区密度，有可能在单个硬盘中提供60TB甚至120TB的存储空间。研究强调，从工业4.0到5.0的数字化转型带来了大数据的显著增长，从而导致对数字数据存储的需求增加。硬盘作为数据中心的主要存储设备，继续在行业中发挥着重要作用。随着大型语言模型、人工智能聊天机器人和数据紧缩ML算法的兴起，预计未来几年对存储的需求将激增。多层记录在存储行业并不是一个新概念。现在，蓝光和超高清蓝光等光盘可以在单个磁盘上存储两层、三层甚至四层的大量数据。同样，固态硬盘（SSD）中的NAND闪存单元可以在同一垂直空间中存储一个以上的比特。虽然过去曾有人提出过多层磁性介质，但实际产品尚未出现在消费市场。新研究提出的解决方案涉及两层FePt-C纳米粒状薄膜，中间由具有立方晶体结构的Ru-C"断裂"层隔开。通过调整HAMR磁头施加的磁场和温度水平，两个FePt-CPMR薄膜可以在同一垂直空间内可靠地存储不同的比特。研究人员利用磁性测量和热辅助磁记录模拟测试了他们的想法，证明双层存储介质可以在硬盘封装内有效发挥作用。此外，多层介质还能在同一盘片上实现3级甚至4级磁记录。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426654.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426654.htm

研究表明液体冷却使高密度存储更加可靠

研究表明液体冷却使高密度存储更加可靠精密浸入式冷却制造商Iceotope与Meta（又名Facebook）进行了一项研究，测试在服务器环境中冷却高密度硬盘的效果。该研究表明，液体冷却比空气冷却更有效，带来更好的硬盘可靠性和几乎无声的操作。Iceotope说，每个人在互联网上消耗的数据量预计将在未来几年内爆炸式增长。因此，这项研究是为了了解液体冷却是否可以作为冷却大量硬盘和存储服务器的可行升级，以满足日益增长的互联网数据消费需求。根据研究数据，到2025年，通过使用人工智能、视频流和使用互联网完成其他任务，预计每个人每天将产生高达463EB字节的数据。因此，随着存储容量的攀升以满足需求，超大规模基础设施的耗电量预计会增加。这将不可避免地需要更多的冷却，以保持温度的控制。然而，真正使Iceotope研究液体冷却的，是过渡到氦气填充的硬盘，以实现气密性。Iceotope使用单相浸入式冷却系统来冷却测试系统，该系统由两个单插槽节点、两个扩展卡、一个网卡和一个4OU外形的电源分配板组成，挂载具有72个充满氦气的硬盘。这涉及到将服务器浸没在一种特殊的非导电液体中，这种液体被设计用来从服务器中提取热量。有了这个冷却系统，研究发现服务器的性能有了一些提升，包括所有72个硬盘之间的温度差异减少到只有3摄氏度，而不考虑每个硬盘在服务器机箱内的位置，冷却系统的功耗也更低。此外，该服务器能够几乎无声地运行，减少了声学振动。这会使硬盘有更好的可靠性，因为不必要的振动会给硬盘的移动部件带来额外的压力。Iceotope没有提到它的液体冷却服务器将何时上市，但随着测试的成功，我们不会惊讶地看到单相浸入式冷却在未来几年内成为一个流行的冷却解决方案。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335217.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335217.htm

硬盘制造商计划在未来十年内通过多层堆栈实现120TB的存储容量

硬盘制造商计划在未来十年内通过多层堆栈实现120TB的存储容量HAMR（热辅助磁记录）技术中的多层记录技术是研究人员旨在大幅提高存储容量的一种新方法。他们计划利用由断裂层隔开的双纳米粒状薄膜来实现这一目标，这样就可以根据各自的磁场和温度在不同的层上分别进行磁记录。通过将HAMR平台分为多层，不仅可以提高数据存储容量，而且两层都可以独立存在，有助于数据处理和访问等流程。每个颗粒层都会有各自的居里温度限制，也就是颗粒层从铁磁特性转变为顺磁特性的点。正因为如此，研究人员认为，他们有可能从10块硬盘驱动器中实现高达120TB的容量，这是很了不起的，因为现在我们正处于"大数据"时代，对海量存储的需求正在快速增长，尤其是在人工智能领域，训练工作都是围绕海量数据进行的。目前，这只是一个提议，我们还不能确定能否在规定的时间内达到存储基准。不过，这确实表明，在现有的创新步伐下，摆脱传统方法是保证成功的唯一途径。在存储行业，多层媒体设备是前进的方向，但目前在这一领域缺乏研发，因此不会立即得到采用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426337.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426337.htm

中国科学家历时7年开发“超级光盘” 全球首次实现PB量级光存储

中国科学家历时7年开发“超级光盘”全球首次实现PB量级光存储中国科研团队在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破性进展上海光机所研究员阮昊手持研究成果存储与人类文明息息相关，大脑就是一个大容量存储器。在AI时代，存储更是智慧的基础。传统商用光盘的最大容量在百GB量级，如今，中国科研团队在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破性进展，全球首次实现PB量级超大容量光存储，1PB相当于1000TB，也相当于100万GB，相当于把数据中心机柜缩小到一张光盘上。中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“上海光机所”）与上海理工大学等科研单位合作，研究团队利用国际首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，实验上首次在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量达PB量级。这对于我国在信息存储领域突破关键核心技术、实现数字经济可持续发展具有重大意义。相关研究成果于2月22日发表在《自然》（Nature）杂志。全世界最前沿的科学难题数据就像石油一样存在地下，什么时候要用数据，什么时候就把它开采出来。“数据的增长还在延续摩尔定律并且飞速发展，预计明年全球会产生175ZB数据，1Z就相当于100万PB。”论文通讯作者、上海光机所研究员阮昊以科研为例，不管是上海光机所的羲和激光装置，还是“中国天眼”，其产生的数据都是海量的。科研数据、财务数据是典型的冷数据，访问频率低。“80%的数据都是冷数据，需要低成本的存储。”阮昊介绍，目前存储的方式有磁存储、光存储和半导体存储。半导体存储适合热数据存储，用于冷数据存储的成本高昂。而光存储技术具有绿色节能、安全可靠、寿命长达50-100年的独特优势，适合长期低成本存储海量数据。然而受衍射极限的限制，信息点无法进一步缩小，导致传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。“在CD、DVD时代，光盘很热，这几十年沉淀了，就是衍射极限突破不了。”阮昊表示。2021年《科学》（Science）发布的全世界最前沿的125个科学问题中，突破衍射极限限制在物理领域高居首位。在信息量日益增长的大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量成为光存储的不懈追求。1994年，德国科学家StefanW.Hell教授提出受激辐射损耗显微技术，首次证明光学衍射极限能够被打破，2014年获得了诺贝尔化学奖。经过20多年发展，这一技术已在显微成像、激光纳米直写等领域实现了光学超分辨成果，信息的超分辨写入已经得到了解决。然而，传统染料在聚集状态下极易发生荧光猝灭，造成信息丢失，在纳米尺度下还存在被背景噪声湮没的难题，导致超分辨的信息难以读出，通常依赖电镜扫描的读出方式，限制了超分辨技术在光存储领域中的应用。因此，发展可同步实现超分辨写、超分辨读、三维存储及长寿命介质是10多年来光存储研究领域亟待解决的难题。手握6部“武功秘籍”，坐了7年冷板凳上世纪八十年代，上海光机所干福熹院士开创了我国数字光盘存储技术的研究，研究团队一直深耕光存储领域。但要攻克超大容量超分辨三维光存储，“这个课题太难了，我们一共做了7年，很多人都认为可能做不出来。”阮昊坦言。论文共同第一作者、上海光机所博士后赵苗在上海光机所硕博连读，将这个课题从头坚持到尾，“我当时想，如果我把这件事做出来，我应该能跟别人拉开距离。”前排从左至右：论文通讯作者阮昊，共同第一作者赵苗。为此，阮昊为赵苗配备了一众“高手”重新给他打基础。别人只有1个导师，赵苗却有6个，“就像最顶级的武功秘籍，别人只有一部，我有6部，我一直学。”但研究了三四年仍然没有令人惊喜的结果。“后来想想算了，要不就这么做下去，不行就拉倒。”“不行就拉倒”这句话意味着，如果没有成果，赵苗连硕士文凭也拿不到。在这样的境地下，他仍然坚持科研，白天约不到张江的实验室，就晚上做实验。上海光机所位于上海嘉定，而实验室位于上海张江，赵苗数不清这条路走了多少来回。7年甘坐冷板凳，研究团队最终基于双光束超分辨技术及聚集诱导发光存储介质，在信息写入和读出方面均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量约1.6PB。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年，加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5：1。光盘实物照片这是国际上首次实现PB量级的超大容量光存储。“我们的材料是完全透明的，所以能发挥光的优点，可以三维存储。原来一个数据中心的容量就是1PB，现在我们相当于把一个机柜缩小到一张光盘上。”阮昊表示。此次研究成果有助于我国在存储领域突破关键核心技术，将在大数据数字经济中发挥作用。论文审稿人评价称，该研究成果可能会带来数据中心档案数据存储的突破，解决大容量和节能的存储技术难题。“虽然我们在国际上完成了双光束超分辨存储的原理验证，但真正实现产业化还有较长的路要走，产业化还需要大量资金，要解决很多工程性问题。”阮昊表示，比如读出设备要做得更小，读出速度要更快，材料也有优化空间。未来研究团度将加快原始创新和关键技术攻关，推动超大容量光存储的集成化和产业化进程，并拓展其在光显微成像、光显示、光信息处理领域的交叉应用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419991.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419991.htm