Perekaman perpendikuler

Perekaman perpendikuler (atau Perpendicular Magnetic Recording, PMR) adalah teknologi perekaman data di cakram padat (hard disk). Teknik ini terbukti berhasil pada tahun 1976 oleh Shun-ichi Iwasaki, profesor Universitas Tohoku Jepang, dan diterapkan secara komersial pada tahun 2005. Demonstrasi berstandar industri pertama yang memperlihatkan keunggulan PMR atas perekaman magnetik longitudinal (LMR) pada dimensi nano dilakukan tahun 1998 di IBM Almaden Research Center bekerja sama dengan para peneliti dari Data Storage Systems Center (DSSC), bagian dari National Science Foundation Engineering Research Center (NSF-ERC) di Carnegie Mellon University.

Keuntungan

Perekaman perpendikuler memiliki kepadatan penyimpanan tiga kali lebih besar daripada perekaman longitudinal tradisional. Perekaman perpendikuler pertama kali digunakan oleh Toshiba melalui floppy disk 3,5" dengan kapasitas 2,88 MB (ED atau extended capacity), tetapi gagal di pasaran. Sejak 2005, teknologi ini dimanfaatkan oleh penggerak cakram padat. Teknologi cakram padat dengan perekaman longitudinal memperkirakan batas 100 sampai 200 gigabit per inci persegi akibat efek superparamagnetik, namun perkiraan ini tidak tetap. Perekaman perpendikuler diprediksi memiliki kepadatan informasi sampai 1 Tbit/inci persegi (1000 Gbit/inci persegi). Hingga  Agustus 2010, penggerak dengan kepadatan 667 Gb/in² dijual di pasaran. Sejumlah demonstrasi perekaman perpendikuler telah mencapai markah 800-900 Gb/in².

Teknologi

Tantangan utama dalam merancang media penyimpanan informasi magnetik adalah mempertahankan magnetisasi mediumnya walaupun terjadi fluktuasi panas yang diakibatkan batas superparamagnetik. Jika energi panasnya terlalu tinggi, energi tersebut mampu membalikkan magnetisasi di suatu kawasan medium tersebut sehingga menghancurkan data yang disimpan di sana. Energi yang diperlukan untuk membalikkan magnetisasi suatu kawasan medium proporsional dengan ukuran kawasan magnetk dan koersivitas magnetik materialnya. Semakin besar kawasan magnetiknya dan semakin tinggi koersivitas magnetik bahannya, semakin stabil mediumnya. Ada ukuran minimal untuk suatu kawasan magnetik pada suhu dan koersivitas tertentu. Jika ukurannya kecil, kawasan tersebut berkemungkinan mengalami kehilangan magnetismenya secara spontan karena fluktuasi panas lokal. Perekaman perpendikuler memanfaatkan material berkoersivitas tinggi karena bidang tulis kepalanya menembus medium secara efisien dalam geometri perpendikuler.
Penjelasan paling umum seputar perekaman perpendikuler adalah teknik ini memiliki kepadatan penyimpanan yang lebih tinggi dengan menyejajarkan kutub elemen-elemen magnetik (mewakili bit) secara perpendikuler terhadap permukaan pelat cakram. Dalam penjelasan yang tidak begitu akurat ini, penyejajaran bit dengan cara seperti ini membutuhkan lebih sedikit pelat ketimbang penyejajaran longitudinal sehingga jarak antarbit bisa diperkecil dan meningkatkan jumlah elemen magnetik yang dapat disimpan di satu kawasan tertentu. Gambaran sejati bit lebih rumit lagi karena mempertimbangkan material yang magnetismenya "lebih kuat" (koersivitas tinggi) sebagai medium penyimpanan. Hal ini mungkin dilakukan karena dalam susunan perpendikuler, fluks magnetiknya diarahkan melalui lapisan yang magnetismenya lemah dan relatif tebal di bawah film media magnetik keras. Lapisan bawah itulah yang mempertebal seluruh struktur cakram. Lapisan magnetik lembut ini bisa dianggap sebagai bagian dari kepala tulis (write head) agar lebih efisien dan memungkinkan penciptaan gradasi medan tulis yang lebih kuat menggunakan material kepala yang sama seperti kepala longitudinal. Karena itu, medium penyimpanan magnetik yang koersivitasnya lebih tinggi bisa digunakan. Medium berkoersivitas tinggi lebih stabil panasnya, karena stabilitas bersifat proporsional terhadap volume produk bit (atau butiran magnetik) dikali konstanta anisotropi uniporos Kᵤ dan hasilnya lebih tinggi untuk material berkoersivitas magnetik tinggi.

Penerapan

Toshiba memproduksi cakram padat komersial pertamanya (1.8") menggunakan teknologi ini pada tahun 2005. Tidak lama kemudian, pada Januari 2006, Seagate Technology mulai meluncurkan Seagate Momentus 5400.3, penggerak cakram padat 2,5-inci (64 mm) seukuran laptop pertama yang menggunakan teknologi perekaman perpendikuler. Seagate juga mengumumkan bahwa mayoritas perangkat penyimpanan cakram padatnya akan memanfaatkan teknologi baru ini terhitung akhir 2006.
Bulan April 2006, Seagate meluncurkan HDD perpendikuler 3,5 inci, Cheetah 15K.5, dengan ruang penyimpanan 300 GB, operasi 15.000 rpm, dan kinerja 30% lebih baik daripada produk sebelumnya dengan tingkat data 73-125 Mbyte/s.
Pada bulan yang sama, Seagate meluncurkan Barracuda 7200.10, serangkaian HDD perpendikuler 3,5-inci (89 mm) dengan kapasitas maksimal 750 GB. Produk tersebut mulai dikirimkan pada akhir bulan itu.
Hitachi meluncurkan Microdrive 20 GB. Penggerak laptop 2,5 inci pertama yang berbasis PMR dari Hitachi baru dipasarkan pada pertengahan 2006. Kapasitas maksimalnya mencapai 160 GB.
Pada Juni 2006, Toshiba meluncurkan penggerak cakram padat 2,5-inci (64 mm) berkapasitas 20 GB dan berhasil menaikkan standar kapasitas penyimpanan bergerak secara efektif. Satu bulan kemudian, Western Digital mengumumkan produksi penggerak padat WD Scorpio 2,5-inci (64 mm) yang menggunakan teknologi PMR rancangan WD untuk mencapai kepadatan 80 GB per pelat.
Agustus 2006, Fujitsu, melengkapi jajaran produk 2,5-inci (64 mm)-nya dengan model SATA yang memanfaatkan perekaman perpendikuler dengan kapasitas mencapai 160 GB. Empat bulan kemudian, Fujitsu meluncurkan seri penggerak cakram padat 2,5-inci (64 mm) MHX2300BT dengan kapasitas 250 dan 300 GB.
Desember 2006, Toshiba mengatakan bahwa HDD dua pelat 100 GB buatannya didasarkan pada perekaman magnetik perpendikuler (PMR) dan dirancang dengan faktor bentuk "pendek" 1,8 inci.
Pada Januari 2007, Hitachi meluncurkan penggerak cakram padat 1 Terabita pertama yang menggunakan teknologi ini. Produk tersebut baru dijual bulan April 2007.
Bulan Juli 2008, Seagate Technology meluncurkan penggerak cakram padat SATA berkapasitas 1,5 Terabita dengan teknologi PMR.
Bulan Januari 2009, Western Digital meluncurkan penggerak cakram padat SATA berkapasitas 2 Terabita pertama yang menggunakan teknologi PMR.
Februari 2009, Seagate Technology meluncurkan penggerak cakram padat SATA berkapasitas 2 Terabita 7.200 rpm pertama dengan teknologi PMR disertai pilihan antarmuka SATA 2 atau SAS 2.0.