La demanda de almacenamiento de datos sigue creciendo a pesar de que los consumidores esperan que el coste por bit siga bajando. Sin embargo, los materiales de grabación magnética que se utilizan actualmente en los discos duros están llegando a sus límites de almacenamiento, y probablemente lleguen al máximo de aquí a cinco años. Para competir con nuevas tecnologías como flash, las empresas que los fabrican necesitan algo nuevo.

Ahora, los investigadores de Seagate han demostrado la viabilidad de una tecnología novedosa que podría ampliar la capacidad de grabación magnética de datos durante muchos años más. Se llama grabación magnética asistida por calor y consiste en aplicar calor a las regiones magnéticas de un disco para que sean más estables, lo que posibilitaría la grabación de datos a densidades 50 veces mayores de lo que será posible cuando las tecnologías actuales alcancen sus límites.

"Dentro de pocos años, la industria de grabación magnética va a tener que encontrar un nuevo camino para seguir adelante", porque los materiales que se utilizan actualmente están llegando a sus límites físicos", según Randall Victora, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Minnesota (Estados Unidos).

El disco duro de la mayoría de los ordenadores consta de una o más capas recubiertas con una película magnéticamente sensible que está compuesta de pequeños granos dentados.  Los datos se registran cuando una cabeza pequeña se mueve sobre el disco, cambiando la magnetización de uno de estos granos a fin de que cualquiera apunte hacia arriba o hacia abajo, para un 1 o un 0.

"A medida que ampliamos la densidad de almacenamiento, tenemos que hacer que los granos sean más pequeños", explica Ed Schlesinger, jefe del departamento de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Carnegie Mellon, en Pittsburg (Estados Unidos). "Pero llegas a un punto en el que on tan pequeños que se vuelven inestables", y su estado magnético puede alterarse por pequeñas fluctuaciones de temperatura.

El problema no se puede superar sólo con optar por medios de grabación más estables, porque las cabezas de grabación actuales no pueden escribir en ellos. Por lo tanto, Seagate ha estado desarrollando cabezas magnéticas de grabación que integran un elemento de calentamiento. Aplicar granos magnéticamente más estables con un pulso de calor breve hace que sea mucho más fácil alterarlos. Cuando el medio se enfría de nuevo, los datos quedan "congelados".

La grabación magnética asistida por calor todavía presenta un enorme desafío científico y de ingeniería, no obstante. El calor lo proporciona una ráfaga láser rápida que debe enfocarse en un punto del tamaño de un grano individual, de menos de 100 nanómetros de diámetro. Esto es imposible de hacer usando elementos ópticos convencionales. En lugar de ello, se requiere una generación de elementos ópticos nuevos que trabajen en lo que se conoce como el campo cercano. La tecnología de Seagate utiliza antenas ópticas que pueden enfocar energía de luz en áreas más pequeñas de lo que puede cualquier instrumento a base de lentes.

Los investigadores de Seagate han demostrado ahora que la grabación magnética asistida por calor puede hacerse con fiabilidad. Ellos usaron una cabeza de escritura magnética equipada con elementos ópticos de campo cercano para escribir los datos en un disco duro recubierto con medios de grabación estables. Esta semana, los investigadores describen sus sitema en la revista Nature Photonics e informan haber registrado datos en densidades de 250 gigabits por cada 2,5 centímetros cuadrados.

Esta densidad sólo equivale a la de los discos duros que se encuentran en los ordenadores portátiles actuales. Pero esa no es la cuestión , según los investigadores. "Esta es una hazaña en la ciencia y en la ingeniería de este tipo de tecnología", destaca Schlesinger.

El prototipo de Seagate está compuesto casi totalmente por componentes que se encuentran actualmente en los discos duros, según afirma Ed Gage, director ejecutivo de investigación sobre sistemas de grabación en la empresa. El prototipo utiliza un medio de grabación diferente al de los discos duros actuales, pero puede aplicarse utilizando los mismos procesos que ya se emplean en la industria. Asimismo, la cabeza de grabación es la misma que ya hace la empresa, a excepción de la adición de los elementos ópticos.

La compañía prevé aumentar la densidad de grabación. "El sistema experimental necesita trabajo añadido de ingeniería", comenta William Challener, otro investigador del proyecto de Seagate. El tamaño de la luz logrado en el prototipo fue de alrededor de 70 nanómetros. Otros investigadores han logrado 20 nanómetros en pruebas de laboratorio, y la empresa espera alcanzar esa cifra. También queda algo de trabajo por hacer en la integración de un sistema de control electrónico para el láser en la una unidad de disco duro.

Mientras tanto, otros están trabajando en una segunda tecnología para mejorar el almacenamiento magnético. Este método, llamado patrón de bits, supone aumentar la densidad y la estabilidad de los bits magnéticos al crear conjuntos estampados de granos magnéticos a nanoescala de forma muy regular.

"Estos métodos tienen  puntos fuertes y débiles muy diferentes", aporta Barry Schechtman, director ejecutivo emérito del Consorcio de la Industria de Almacenamiento de Información. "Pero hay un consenso fuerte de que de aquí a cinco a diez años, uno solo no será suficiente. Necesitaremos una combinación de patrones de bit y grabación magnética asistida por calor", concluye Schechtman.