諾貝爾獎項的頒獎典禮是科學(xué)界的一年一度的頂級盛宴，當(dāng)普通大眾已經(jīng)習(xí)慣于去仰視那些諾貝爾獎得主的杰出發(fā)現(xiàn)發(fā)明時，我們卻意外地看到，今年的諾貝爾物理獎得主的獲獎成果，離我們是如此之近。在我們背包中的筆記本電腦里，我們口袋中的音樂播放器上，都能找到這項技術(shù)的身影，分享這一偉大成果給我們?nèi)粘Ｉ顜淼臉啡ず捅憷?/P>
諾貝爾獎項的光環(huán)
瑞典皇家科學(xué)院在評價這項成就時表示，今年的諾貝爾物理學(xué)獎主要獎勵“用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，得益于這項技術(shù)，硬盤在近年來迅速變得越來越小”。科學(xué)院委員博耶•約翰森則表示，“沒有巨磁電阻效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，你就不可能擁有一個IPOD。同時，”這項技術(shù)同時被認為是“前途廣闊的納米技術(shù)領(lǐng)域的首批實際應(yīng)用之一”。
所謂巨磁效應(yīng)，簡單來說指在一個巨磁電阻系統(tǒng)中，非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致巨大的電阻變化的特殊效應(yīng)。現(xiàn)在主流的硬盤制造技術(shù)都是基于磁技術(shù)基礎(chǔ)的，隨著數(shù)據(jù)量增長，硬盤正朝著小體積大容量的趨勢發(fā)展。但是當(dāng)硬盤單位體積內(nèi)的容量磁記錄密度到達一定的程度之后，硬盤設(shè)計和制造的廠商就面臨如何將弱小的磁信號變化放大為清晰的電信號的棘手問題。
因為硬盤向小體積高密度方向發(fā)展的同時，勢必要求磁盤上每一個被劃分出來的獨立區(qū)域越來越小，這就導(dǎo)致了每個獨立區(qū)域所能記錄的磁信號也越來越弱。但是借助“巨磁電阻”效應(yīng)，人們能夠制造出更加靈敏的數(shù)據(jù)讀出頭，將越來越弱的磁信號讀出來后因為電阻的巨大變化而轉(zhuǎn)換成為明顯的電流變化，使得大容量的小硬盤成為可能。
早在1988年，這兩位科學(xué)家就分別在各自的研究中自獨立發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的多層膜電阻中，微弱的磁場變化可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，其變化的幅度比通常高十幾倍。由于實驗條件略有差異，法巴黎大學(xué)的費爾特教授觀測到了更為強烈的“巨磁效應(yīng)”現(xiàn)象，德國尤利希研究中心的皮特•格倫博格雖然觀測到的幅度較小，卻較早意識到這項發(fā)現(xiàn)的工業(yè)價值，并立即申請了專利。
硬盤業(yè)的巨大影響力
今天，我們都淹沒在數(shù)字膨脹的信息時代中，我們的生活也都與數(shù)字和信息息息相關(guān)，保存信息的主流介質(zhì)則仍然是基于磁介質(zhì)的硬盤。本次折取諾貝爾獎項桂冠的兩位科學(xué)家，發(fā)現(xiàn)一個自然界的特殊現(xiàn)象，對硬盤產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響力，并隨之改變和影響了人類的信息體驗。
這項發(fā)現(xiàn)于19年前的特殊物理規(guī)律在10年前就被引入硬盤制造業(yè)，第一個基于“巨磁電阻”效應(yīng)的數(shù)據(jù)讀出頭于1994年問世，很快就引起了硬盤“大容量、小型化”的革命。從1995年至2007年12年時間里，主流硬盤容量增大了400倍；每GB硬盤的單位價格卻降低了1000倍。
這場源自硬盤領(lǐng)域的革命更帶動了整個計算機行業(yè)的發(fā)展，個人電腦也在這個階段內(nèi)以突飛猛進的速度普及到千家萬戶，MP3，IPOD等產(chǎn)業(yè)也基于高密度硬盤存儲技術(shù)開始發(fā)展。如今，包括在筆記本電腦、微型音樂播放器等各類數(shù)碼電子產(chǎn)品中所裝備的大容量硬盤，基本都應(yīng)用了“巨磁電阻”效應(yīng)，這技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界新的標(biāo)準(zhǔn)。
全球領(lǐng)先硬盤制造商希捷公司發(fā)言人表示：諾貝爾獎項的頒發(fā)表明人們對于數(shù)碼存儲為日常生活帶來的巨大影響有了更透徹的理解及肯定。存儲不僅僅意味著用于計算機應(yīng)用的硬盤。存儲已經(jīng)涉足到消費領(lǐng)域，以及更廣領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)品設(shè)備的創(chuàng)新。巨磁阻的發(fā)明意味著，有兩位科學(xué)家在連大多數(shù)物理學(xué)家都認為無法涉足的領(lǐng)域中做出了卓越的貢獻。
巨磁效應(yīng)自發(fā)明以來始終對硬盤磁頭讀寫數(shù)據(jù)，增加存儲密度方面的設(shè)計有著重大影響。存儲硬盤業(yè)是涉足“納米技術(shù)”的先驅(qū)，而巨磁阻正是納米技術(shù)應(yīng)用于高容量高科技產(chǎn)品的最佳范例。諾貝爾獎的頒發(fā)正標(biāo)志著先進的物理概念能夠在短時間內(nèi)對當(dāng)今的產(chǎn)品產(chǎn)生巨大的影響。
未來存儲技術(shù)
“巨磁效應(yīng)”在硬盤領(lǐng)域的地位自然無可撼動，從發(fā)現(xiàn)至今也已經(jīng)經(jīng)歷了近20年的時間，當(dāng)我們在感嘆近20年前的一項技術(shù)重大影響的同時，也在期待未來這個領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的技術(shù)成就能進一步改變我們的生活與體驗，那么有哪些核心技術(shù)可能成為未來的焦點呢。
全球領(lǐng)先的硬盤制造廠商希捷認為：在存儲密度突破1Tb每平方英寸以前，垂直磁記錄技術(shù)都將是硬盤技術(shù)領(lǐng)域的核心。當(dāng)我們對硬盤容量和密度有進一步需求時，將需要部署以熱輔助磁記錄（Heat Assisted Magnetic Recording, HAMR ）為代表的技術(shù)，以達到進一步增加密度的要求。
垂直磁記錄技術(shù)能通過改變硬盤盤片數(shù)據(jù)的存置方式而大幅度增加了磁頭讀/寫數(shù)據(jù)的能力（垂直放置，以便在不影響其他數(shù)據(jù)的情況下，在更小的空間內(nèi)讀/寫更多的數(shù)據(jù)）。巨磁阻則是磁領(lǐng)域相關(guān)的，即在存儲密度增加的情況下，注重磁頭如何更有效的進行讀/寫。也就是說，垂直技術(shù)關(guān)注的是在高密度下寫入數(shù)據(jù)，而巨磁阻技術(shù)關(guān)注的則是更精確地讀取數(shù)據(jù)。這兩種技術(shù)是相互補足的。
此外，希捷認為下一代磁盤讀取技術(shù)核心則有可能是隧道式磁阻磁頭，能增加硬盤的面密度及可靠性，并降低硬盤制造成本。
我們可以預(yù)見的是，在未來10到20年內(nèi)，硬盤容量還會繼續(xù)翻倍增長。如今，MP3音樂播放器中的硬盤已經(jīng)小到只有0.85英寸，服務(wù)器中的硬盤也只有3.5英寸。現(xiàn)在1英寸的硬盤就能夠儲存10G的容量，這個數(shù)字在未來20年內(nèi)會翻到1000GB。有一點可以肯定的，沒有近二十年前“巨磁效應(yīng)”的發(fā)現(xiàn)，我們今天的生活會缺少很多色彩。
