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Disque dur : 100 To de stockage en enregistrant les données en 3D

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Pour aller au-delà des limites de densité de stockage des disques durs, des chercheurs de l'université de Floride (États-Unis) ont réalisé un plateau doté d'empilement de bits sur trois couches magnétiques séparées par des isolants. Cette technologie permettrait d'atteindre les 100 To de capacité de stockage sur un plateau de disque dur standard.

Dans cette illustration, les trois couches magnétiques constituant une colonne sont représentées. Les flèches noires symbolisent les 0 et les rouges, les 1. Ce système permet d’obtenir jusqu’à huit états magnétiques différents, au lieu de deux sur une structure habituelle. © Université de Floride, Plos One

Après les imprimantes 3D, les écrans 3D et les processeurs à architecture 3D, voici les disques durs enregistrant les données en... 3D. Ce concept, mis au point par les laboratoires de l'université de Floride (États-Unis) permet de s'affranchir de la limitation de densité des disques durs magnétiques et d'obtenir, en théorie, une capacité de stockage atteignant les 100 To.

Aujourd'hui, dans le commerce, les disques durs plafonnent à 4 To, et dans les laboratoires la densité maximale atteinte est de 60 To. Pour aller au-delà, certains laboratoires misent sur les propriétés de matériaux comme le graphène. Pour ce qui est de la densité des supports magnétiques actuels, tous butent sur les limites physiques. Lorsque la distance entre les bits (zéro et un) est trop faible, des interférences magnétiques apparaissent, engendrant inéluctablement des pertes de données. Des chercheurs de l'université du Texas ont toutefois trouvé une solution qui permet de multiplier par cinq la densité, en appliquant un isolant composé de polymères, pour que les différents éléments ne se perturbent pas entre eux.

Sur une galette de silicium, différentes couches sont déposées. Une première surface magnétique épaisse (1st magnetic stack) est séparée d’une plus petite par des isolants (isolation layers). Cette dernière (2nd magnetic stack) est également isolée d’une autre couche magnétique encore plus fine (3rd magnetic stack). L’ensemble est recouvert par une couche de protection (protection layer). © Université de Floride, Plos One

Trois bits de données au lieu d’un seul

Des scientifiques de l'université de Floride ont, quant à eux, emprunté une autre piste en créant une nouvelle architecture se basant sur un empilement de couches magnétiques. Ainsi, sur leur disque dur, l'équivalent d'un bit sur un disque classique est composé d'une nanocolonne intégrant trois surfaces magnétiques, toutes isolées les unes des autres. L'ensemble repose sur un substrat de silicium. Chaque couche dispose de propriétés magnétiques différentes. De cette façon, elles ne peuvent être modifiées et lues que par un seul type de champ magnétique généré par la tête de lecture-écriture. Par exemple, pour la lecture, la tête détecte l'amplitude du signal qui diffère selon la couche concernée. Ce système permet donc de stocker trois bits de données, soit huit états différents, sur la surface occupée par un seul bit sur un disque actuel.

Les scientifiques ont baptisé ce système ML-3D (multilayer 3D), c'est-à-dire « multicouches en 3D » en français. Il représente une belle avancée, mais reste toujours soumis à un problème rencontré par les autres technologies de laboratoire : son adaptation à une production de masse. En effet, la conception de ce plateau de silicium et de ses empilements de couches magnétiques nécessite des processus complexes, difficilement reproductibles de façon industrielle.