+ Các miền từ (Magnetic Domains)

+ Ghi thẳng góc (Perpendicular Recording)

+ Ghi theo chiều ngang (Longitudinal Recording)

+ Lớp từ mỏng (SoftMagneticLayer)

+ Lớp nền (SubstrateLayer)

Việc ghi từ tính quy ước đặt các miền từ theo chiều ngang, nghĩa là các miền này nằm từ đầu này đến đầu kia trên đĩa. Điều này không chỉ giới hạn mật độ của các miền từ mà còn cho phép hiệu ứng siêu thuận từ. Đã lâu phát hiện ra rằng nếu một người có thể đặt các miền từ thẳng góc với đĩa(cũng được gọi là Ghi theo phương thẳng đứng/vertical recording), mật độ có thể được tăng lên, cũng như sự đối kháng của các miền từ này tiến đế hiệu ứng siêu thuận từ. Mặc dù khái niệm này dễ hiểu song thực tế thực thi thì khó khăn.

Không giống như các đầu từ GMR và đĩa AFC – với cả hai cái này các công nghệ ổ đĩa hiện tại được thêm vào khá dễ dàng – việc ghi thẳng góc yêu cầu các thiết kế đầu từ đọc/ghi hoàn toàn mới. Hình 8.14 thể hiện sự khác biệt giữa việc ghi thẳng góc và theo chiều ngang. Bạn có ít nhát gấp hai lần số miền từ trong cùng không gian với việc ghi thẳng góc.

Dùng việc ghi thẳng góc, các đầu từ được thiết kế để ghi sâu với thiết bị, sử dụng lớp dưới từ tính mỏng sâu hơn như con đường trở lại cho từ trường. Điều này cho phép các miền này được sắp hàng theo phương thẳng đứng, do vậy được đặt khá gần nhau không có các vấn đề tương tác ngoài ý muốn.

Việc ghi thẳng góc đầu tiên được chứng minh vào cuối thế kỷ thứ mười chín bởi nhà khoa học Đan Mạch Valdemar Poulsen, cũng là người đầu tiên chứng tỏ rằng âm nhạc được ghi bằng từ tính. Không có nhiều thuận lợi cho nghiên cứu việc ghi thẳng góc cho mãi đến năm 1976 khi Shun-ichilwasaki (Chủ tịch Tohoku Institute of Technology ở Nhật Bản) xác định những lợi thế mật độ nổi bật trong việc ghi thẳng góc. Kế tiếp năm 1978, Tiến sĩ T.Fujiwara bắt đầu một chương trình nghiên cứu và phát triển chuyên sâu tại Toshiba Corporation, cuối cùng dẫn đến sự hoàn hảo của đĩa mềm tối ưu hóa cho phương pháp ghi thẳng góc và lần đầu tiên có khả năng thương mại các thiết bị lưu trữ từ dùng kỹ thuật này.

Phương pháp ghi thẳng góc dùng đầu tiên cho PC là định hướng đãi mềm 3 ½”, 2.88MB ED (extra-high density) được phát triển bởi Toshiba và được công bố chính thức năm 1987, cuối cùng các ổ đĩa ED và các đĩa cũng đi vào sản xuất năm 1989. IBM chính thức chấp nhận các ổ đĩa này trong hệ thống PS/2 của họ năm 1991, một số nhà sản xuất bắt đầu chế tạo chúng cho IBM và những sản xuất PC khác, bao gồm Toshiba, Misubishi, Sony, Panasonic. Bởi vì một ổ đĩa 2.88MB ED đọc và ghi hoàn toàn các đĩa HD 1.44BM (nhờ các nhà sản xuất BIOS tích hợp toàn bộ hỗ trợ ổ mềm 2.88MB trong BIOS) và cũng do DOS 5.0 và mới hơn bao gồm hỗ trợ cho định dạng 2.88MB, sự thay đổi đến 2.88MB là một quá trình dễ dàng. Không may, do chi phí đĩa cao và sự gia tăng khá chậm về dung lượng dữ liệu tại thời điểm khi các đĩa mềm đang được thay thế bởi các CD có khả năng ghi, những ổ đĩa này không bao giờ nổi tiếng.

Bất chấp sự thất bại của ổ mềm 2.88MB ED trên thị trường, Toshiba và những công ty khác tiếp tục phát triển phương pháp ghi từ tính thẳng góc cho những đĩa khác, đặc biệt các ổ đĩa cứng. Không may là họ tìm thấy rằng khi tiến đến các ổ cứng, công nghệ ghi thẳng góc đi quá xa trước khi đến thời điểm của nó, nơi công nghệ hiện hữu vẫn sử dụng tốt và nơi việc phát triển mật độ vẫn tiến triển ở mức gần như quá nhanh cho nền công nghiệp đồng bộ hóa. Hầu như mất hơn 20 năm trước khi phương pháp ghi theo chiều ngang bắt đầu lắng xuống khi đạt đến 100Gbits/sq.inch và giới hạn siêu thuận từ không rõ rệt buộc các kỹ sư chế tạo ổ đĩa đã tìm ra sự biện minh cho việc chuyển sang phương pháp ghi thẳng góc.

Tháng 4 năm 2002.Read –Rite Corporation, một nhà chế tạo chủ yếu các đầu từ đọc/ghi, đạt đến mật độ vùng 130Gb/sq, inch trong ổ đĩa máu dùng đĩa được cung cấp bởi Maxtor công ty con của MMC Technology. Tháng 10 năm 2002 Seagate Technology thông báo họ đạt được mật độ vùng nhiều hơn 100Gb/sq, inch trong ổ đĩa mẫu cũng dùng công nghệ này. Theo hai nghiên cứu độc lập được công bố năm 2000, phương pháp ghi thẳng góc được dự kiến cho phép mật độ 500GB đến 1.000Gb (1 terabit) cho mỗi inch vuông trong tương lai, một dự đoán cũng là con đường tới sự thật.

Cuối cùng là về phương diện thương mại phương pháp ghi thẳng góc đã có trên các ổ đĩa cứng vào 16/8/2005, khi Storage Device Division của Toshiba thông báo lô hàng ổ cứng đầu tiên của thế giới dùng công nghệ PMR. Đây là những ô đĩa 1.8” được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị điện tử tiêu dùng xách tay đang chú ý là hầu hết các thiết bị Apple iPod, nhưng cũng được tìm thấy trong một số máy tính laptop nhỏ nhất như là dãy máy Toshiba Libretto. Các ổ đĩa đầu tiên 1.8” dùng PMR này là 40GB và 80GB, lưu trữ 40GB trên một platter có sẵn trong phiên bản 40GB platter đơn và 80 GB platter đôi. Những ổ đĩa này có tính năng mật độ vùng cao nhất của bất kỳ ổ đĩa nào trên thị trường :133Gb/sq.inch (206Mb/sq.mm).Mặc dù không thường được dùng trong các máy tính, những ổ đĩa này được tìm thấy trong một số hệ thống laptop cực kỳ nhẹ và nhỏ như là Toshiba Libretto.

Tháng 6 năm 2006, Toshiba giới thiệu ổ đĩa PMR 200GB 2.5” chỉ dày 9.5mm và nặng 98gram. Nó trở thành ổ đĩa 2.5” được thiết kế chủ yếu cho laptop. Mặc dù Seagate thông báo về ổ đĩa vào tháng 6 năm 2005, họ không sẵn sàng cho việc kinh doanh cho đến tháng 1 năm 2006. Tháng 4 năm 2006, Seagate giới thiệu ổ đĩa Barracuda 7200.1, là ổ cứng 750GB đầu tiên trên thị trường cũng như ổ đĩa 3.5” đầu tiên dùng phương pháp ghi thẳng góc. Seagate cũng chứng tỏ việc ghi mật độ vùng 245 Gb/sq.inch với tốc độ dữ liệu 480Mbps dùng PMR và cho biết nó tỏ việc ghi mật độ vùng 245Gb/sq, inch trong tương lai, sẽ gia tăng dung lượng các ổ đĩa gấp năm lần so với những ổ đĩa dùng phương pháp ghi theo chiều ngang quy ước. Tại mật độ vùng 500Gb/sq, ổ đĩa 3.5” có thể lưu trữ 2TB, một ổ đĩa 2.5” trong laptop có thể là 500GB và một Microdrive 1” có thể lưu trữ 50GB dữ liệu.

Những nhà sản xuất khác cũng phát triển các ổ đĩa PMR. Tháng 4 năm 2005, Hitachi chứng tỏ mật độ dữ liệu phương pháp ghi thẳng góc 230Gb/sq, inch, có thể dẫn đến một Microdrive 20Gb được phát hành trong năm 2007. Lưu ý rằng các Microdrive được dùng trong các thiết bị truyền thông xách tay như là AppleiPod Mini và Creative Zen Micro. Tháng 1 năm 2007, Hitachi ra mắt Deskstar 7K 1000, dùng phương pháp ghi thẳng góc để đạt đến mốc lịch sử dụng ổ đĩa 1TB (terabyte) đầu tiên của thế giới. Tại buổi giới thiệu, Hitachi nhận xét rằng mất 35 năm nền công nghiệp lưu trữ mới đi từ dung lượng ổ đĩa 5MB đến 1GB (1956 đến 1991). 14 năm để đạt 500GB (1991 đến 2005) và chỉ hai năm (2005 đến 2007) đạt 1TB. Điều này chứng minh rõ ràng định luật Moore hiệu quả cho lưu trữ từ tính. Sau đó vào tháng 6 năm 2007, Hitachi giới thiệu 5K250, ổ đĩa 250GB 2.5” lưu trữ dữ liệu tại mật độ vùng 205 Gbit/sq.inch. Những ổ đĩa 2TB 3.5” và 500GB 2.5” lưu trữ dữ liệu tại mật độ vùng 205 Gbits/sq.inch.

Thực tế các nhà sản xuất ổ cứng chuyển phần sản xuất chủ yếu của họ về các ổ dĩa trên cơ sở PMR để tiếp tục hướng phát triển dung lượng lớn trong lưu trữ từ tính.