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 普段何気なく使っているパソコンですが、実は大変高度な技術がいっぱい詰まっているんですね。感動的ですらあります。

  製品によって異なりますが、トラック密度は1mm当たり2700本以上、1本のトラック1mmの中に2万8000ビット以上のデータが記録されています。単純に計算すると、円周方向が約35n(ナノ)m、半径方向が約350nmの微小な領域の中で1ビットを記録していることになります(1nm=100万分の1mm)。

 記録容量を増加させるには、領域をさらに小さくする必要があります。領域の微小化は難しくなってきてはいるものの、まだまだこの先HDDの記録容量は増えていきそうです。ただし、ここ数年続いてきた1年で2倍になるというペースは、若干スローダウンします。実際、過去1年間での記録容量の伸びは1.5倍にとどまっており、「今後はおそらく1年半で2倍くらいのペースになりますだろう」(多くのHDDメーカー)と云われています。

 まだまだ容量は増えます。では容量向上のための技術をいくつか紹介しましょう。記録領域は半径方向に長い形状をしているので、最近ではこれを短くする(すなわちトラック間隔を詰める)ことで、記録容量を上げることが主流になっています。トラック間隔を詰めると、ディスクの振動によってヘッドを目的のトラックに追従させることが難しくなります。ディスクを回転させるスピンドルモーターの軸受けに、流体軸受け(オイルベアリング)を採用した製品が増えているのは、静音性だけでなく、ディスクの中心軸からの振動を少なくできるという特徴がありますためです。
 記録領域が小さくなると、磁力も弱くなるので、読み出しヘッドの感度も上げる必要があります。現在、主流のGMRヘッドよりも感度が高い、TMRヘッドの実用化も始まりつつあります。

 さらに大容量化のために、従来のディスク表面と水平に磁石を並べる記録方式(長手記録方式)ではなく、表面と垂直に磁石を並べる方式(垂直磁気記録方式)の実用化も進められていjr。記録密度は200Gビット/平方インチぐらいになります。2.5インチのHDDだとディスク1枚で約120GBにもなります。ただし、垂直磁気記録方式は、ノイズを減らすディスクの開発など技術的な問題も残っているそうです。


大容量化のすすむHDDのこと。

 パソコンはもちろん、HDDレコーダー、ipod等の音楽再生機、ビデオカメラ等々、主要部品でありますハードディスク駆動装置(HDD)は様々な分野で使われています。そのHDDについて2006年6月18日の朝日新聞の記事を紹介します。

 米国IBMが大型コンピューターの記憶装置として開発してから今年は50周年にあたるそうです。最初は直径24インチ(約61p)のディスクを50枚重ねた構造で、入る情報量はたったの5MB(新聞約4日分)でしたが、今では3.5インチで750GB(新聞1800年分)の製品もあります。1.8インチや1インチの超小型ディスクは携帯電話やビデオカメラなどに使われ、昨年は家電用が全体の14%にまで使われており、まだ増える見込みと云われています。

 素材は、3.5インチはアルミニウム、それより小さなものは主に強化ガラスで(フロッピーディスクのように柔らかい素材でなく、固い素材だからハードディスク)、表面に磁性体が塗ってあります。N極S極、N極S極と順番に並んでおり、並び方が逆転していると1、そのままなら0として、デジタルデータを記録します。ディスクは、パソコン用なら最大毎分7200回転で高速回転し、円盤すれすれの位置を動くヘッド(電磁石)が情報を読み書きします。
 HDDは磁極を小さくして記録密度を上げ、小さい磁極を読み書きするためにヘッドとディスクの距離を縮めてきました。
 その距離は現在10万分の1ミリ。1ミリ角のヘッドをジャンボ機の大きさとした場合、地上0.6ミリの高さを飛ぶ計算になります。考えられますか?あれだけの巨体のジャンボがわずか0.6ミリの高さを保って飛行するのですから!

 3.5インチ型はディスク1枚が60GBの時代に、ハードディスクの大容量化がまた進んでいます。昨年はディスク1枚当たりの記録容量が3.5インチ型は40GB、2.5インチ型は20GBだったが、今年の4月から7月にかけて登場したHDDはそれぞれ、60GBと30GBに容量が増えました。

 HDDは、トラックと呼ばれる同心円状の記録領域に沿って、ヘッドがディスク表面を磁化することでデータを記録しています。どれくらいデータが詰まっているかは、1平方インチ(1インチ=2.54cm)当たりのビット数で表されますが、最新のHDDは3.5インチ、2.5インチ型とも最大記録密度は約50GBビット/平方インチにもなります。



 
 右図をご覧下さい。ディスクの上をわずかな間隔を保って磁気ヘッドがデータの読み書きを行います。

 

ヘッドアッセンブリ

磁気ヘッド

ディスク

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HDDの話し。