neprihlásený Štvrtok, 21. januára 2021, dnes má meniny Vincent
Nobelova cena za kľúčovú technológiu moderných pevných diskov

Nobelovu cenu za fyziku v roku 2007 udelila Kráľovská švédska akadémia vied dvojici fyzikov Albert Fert a Peter Grünberg za objav javu, ktorý priamo viedol k vytvoreniu čítacích hláv pevných diskov umožňujúcich dosahovať namiesto hustoty v jednotkách Gbit na štvorcový palec až súčasných takmer 200 Gbit na štvorcový palec. Jav označovaný giant magnetoresistance dvojica objavila v roku 1988.

DSL.sk, 10.10.2007


Kráľovská švédska akadémia vied v utorok oznámila laureátov Nobelovej ceny za fyziku za rok 2007.

Získala ju dvojica vedcov Albert Fert a Peter Grünberg za objav javu označovaného giant magnetoresistance v roku 1988. Jav objavili nezávisle na sebe.

Giant magnetoresistance (GMR) je označenie pre jav, ktorý umožňuje veľmi citlivo merať prítomnosť respektíve silu aj slabého magnetického poľa detekovaním výraznej zmeny elektrického odporu špeciálne skonštruovaného senzora.

Objavenie GMR bolo podľa informácií zverejnených Kráľovskou švédskou akadémiou vied veľkým prekvapením, keď až do roku 1988 sa predpokladalo, že citlivosť technológie merania magnetického poľa zmenou odporu sa už príliš oproti existujúcemu stavu nezlepší.

Na druhej strane jav samotný má pomerne jednoduché vysvetlenie a je prekvapením, že tento jav bol objavený až ku koncu 20. storočia.

Jav GMR umožnil už niekoľko rokov po svojom objavení priamo skonštruovať nové čítacie hlavy pevného disku, ktoré umožnili dosahovať výrazne vyššie hustoty ukladania dát pevných diskov ako dovtedajšie technológie.

U pevných diskov sú jednotlivé ukladané bity kódované orientáciou magnetizácie drobných plôšok na povrchu záznamového média disku. Stále vyššia a vyššia hustota bola v posledných rokoch a aj v súčasnosti s kolmým zápisom je dosahovaná zmenšovaním plochy s jedným uloženým bitom.

Výrazne väčším problémom spomedzi technológie zapisovania a čítania informácie je jej čítanie, keď magnetické pole plôšky, ktoré je potrebné detekovať pre zistenie uloženého bitu, je so zmenšujúcimi sa rozmermi veľmi slabé.

Meranie sa realizuje čítacími hlavami, ktorými preteká neustále elektrický prúd a ktoré vplyvom externého magnetického poľa podľa jeho orientácie menia svoj odpor. Zmeny odporu umožňujú ďalšej elektronike zistiť uloženú informáciu.

A práve jav GMR umožnil výrazný skok a napredovanie v citlivosti čítacích hláv a rapídne zmenšovanie plôšky jedného uloženého bitu.

V čase prvých vyvinutých GMR čítacích hláv v roku 1997 umožňovali dovtedajšie hlavy založené na bežnej magnetorezistencii hustotu dát na maximálnej úrovni 3 Gbit/in2. Už v roku 1998 boli demonštrované spoločnosťou IBM hlavy umožňujúce 11.6 Gbit/in2. V súčasnosti, po deviatich rokoch, sa hustoty uvádzaných pevných diskov blížia k 200 Gbit/in2.

GMR je jav založený už na kvantových vlastnostiach látok a elektrónov, spine. Elektrický odpor pri ňom vplyvom externého magnetického poľa mení výrazne vodič zložený z troch alebo viacerých vrstiev, dvoch vonkajších feromagnetických a strednej z nemagnetizovateľného materiálu.


Znázornenie javu GMR (obrázok: Kráľovská švédska akadémia vied)
Zelenou farbou sú označené feromagnetické vrstvy, šedou nemagnetizovaná vodivá vrstva. Veľkými modrými a oranžovými šípkami orientácia magnetizácie vrstiev. Oranžovou a modrou farbou vyplnené plochy reprezentujú počet eletrónov jednotlivých spinov.



Odpor takéhoto vodiča sa skladá v teórii GMR z dvoch nezávislých paralelných odporov kladených elektrónom s jedným spinom a elektrónom s druhým spinom. U nezmagnetizovaných vodičov je tento odpor rovnaký, u zmagnetizovaných feromagnetov sa ale môže pri vhodnom materiáli veľmi výrazne líšiť podľa spinu jednotlivých elektrónov a orientácie magnetizácie.


Hlavný princíp javu GMR (obrázok: Kráľovská švédska akadémia vied)
Dve nezávislé vetvy odporu predstavujú tok elektrónov s jedným a druhým spinom. Horný obrázok - bez externého magnetického poľa rozličná orientácia magnetizácie, elektrónom oboch spinov kladie veľký odpor jedna z vrstiev. Dolný obrázok - rovnaká orientácia magnetizácie pri externom magnetickom poli, elektrónom s jedným spinom je kladený (v dolnej vetve) len malý odpor.



Princíp GMR sa zakladá na skutočnosti, že pri rovnakej magnetizácii dvoch vonkajších vrstiev je odpor kladený oboma magnetizovanými vrstvami rovnaký podľa typu spinu. Keďže u jedného zo spinov je výrazne menší a odpory kladené elektrónom dvoch spinov sú skladané paralelne, výsledný odpor je výrazne menší ako odpor pri dvoch vrstvách magnetizovaných s rozdielnou polarizáciou.

V prípade dvoch vrstviev magnetizovaných s rozdielnou polarizáciou jedna vrstva kladie veľký odpor elektrónom s jedným spinom a druhá elektrónom s druhým spinom a tak celkový odpor je výrazne väčší. Výsledný vznikajúci odpor sa tak môže veľmi výrazne líšiť.

V praktických aplikáciách čítacích hláv pevných diskov stačí rozdiel odporu v niekoľkých percentách, čítacie hlavy sa optimalizujú aj na ďalšie parametre ako rýchlosť čítania, veľkosť, odolnosť voči zmenám teploty a podobne.

Dôležitým faktorom materiálu pri GMR je tiež veľmi malá hrúbka vrstiev v niekoľkých vrstvách atómov, ktorá môže byť magnetizovateľná aj slabým poľom a zároveň má potrebnú hrúbku pre jav vznikajúci pri GMR, pri ktorom sa vrstvy pri vhodnej vzdialenosti bez vplyvu vonkajšieho magnetického poľa zmagnetizujú navzájom opačne.

Viacero odborníkov po včerajšom ohlásení nových laureátov Nobelovej ceny za fyziku označilo objav GMR za veľmi významný, keď v porovnaní s výsledkami v iných praktických vedných odboroch výrazne vyčnieva a patrí k najšpičkovejším technológiám, ktoré má ľudstvo k dispozícii.

PDF s kompletným vysvetlením javu si je možné stiahnuť z tejto stránky.


      Zdieľaj na Twitteri


Koľkokrát vyššiu kapacitu diskov máte v súčasnosti oproti svojmu prvému disku? (hlasov: 863)

1x      8%
2x - 5x      10%
6x - 20x      13%
21x - 100x      18%
101x - 1000x      22%
1001x - 2000x      9%
Viac ako 2000x      20%


Najnovšie články:

Na Mac mini s ARM procesoom je už k dispozícii desktopové Ubuntu
Fedora bude štandardne na disku používať kompresiu
Google na výzvu Seznamu zaplatiť 9 miliárd nemal zareagovať, má prísť žaloba
Nový Chrome odstránil podporu Flashu a FTP
Netflix má už 200 miliónov platiacich zákazníkov
Populárny VLC k dispozícii natívne pre ARM procesor Apple
Štart Starlink satelitov odložený, potrebné sú ďalšie kontroly
Apple má chystať redizajn svojich desktopov na kompaktnejšie
SpaceX zajtra vynesie ďalších 60 Starlink satelitov, video
Rýchle SSD s 3D XPoint pamäťou pre PC končia


Diskusia:
                               
 

No nemozem povedat, ze si ju nezasluzili, ked aj z casti vdaka nim sa dozvedam tuto informaciu.
Odpovedať Známka: -2.0 Hodnotiť:
 

...čítačí...čítačích...čítačích...

Odpovedať Známka: -3.3 Hodnotiť:
 

Gratulujem, a prajem 100 rokov zivota.
Odpovedať Známka: 7.5 Hodnotiť:
 

klobúk dolu...
sú to len machri medzi nami obyčajnými
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

Urážaš nás?
Odpovedať Známka: -2.0 Hodnotiť:
 

cituje statistiku
Odpovedať Známka: 2.0 Hodnotiť:
 

Eeeeeeeeeehhhh.... WAAW..
Odpovedať Známka: 5.0 Hodnotiť:
 

clanok pekny len ma z neho trocha hlava zabolela absolutne tomu nechapem :)
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

M8 to trochu dočinenia s molekulovou fyzikou a aj chémiou takže sa nie je čomu sa diviť aj nechápeš.
Odpovedať Známka: -7.8 Hodnotiť:
 

Stačí ti, keď vieš čo z toho máš ty:P Väčší priestor pre Pčka:P
Odpovedať Známka: 8.2 Hodnotiť:
 

Ccelo by to nejaku supermodernu techologiu za maly "peňáz". A hlavne taku kde by sa dalo napojit viacero diskov (lebo ja uz ich nemam kde napajat a kupovat do PCI slotu nejaku hracku za 6000 nemienim)
Odpovedať Známka: 3.3 Hodnotiť:
 

Da sa kupit aj taka hracka do pci slotu, co sa vola sata radic, a toji par stoviek, nie tisicov, alebo ak chces, da sa do pci kupit aj ide radic...
Odpovedať Známka: -5.0 Hodnotiť:
 

Bravissimo. Nech zije ludsky rozum a chut objavovat nove veci - ale nech nespysnie a nezabuda ze su veci, ktore ho presahuju...
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

moj prvy komp - IBM 286 mal 20 MB HDD, to boli casy ;-)
neuveritelne to napreduje...
Odpovedať Známka: -2.0 Hodnotiť:
 

jj, presne to iste, ked spravne ratam, tak dnesny disk mam 30000x vacsi ako moj prvy 20MB
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

Tak to si mohol byt rad, to si mal super masinu. Ja som zacinal s kompom znacky PP06 (PC XT) tretej generacie, malo to uz tiez 20 MB HDD, VGA grafiku, matematicky koprocesor, takt 4,7 MHz, 640 KB ram + 360 extended (alebo expanded - uz neviem). FDD mechanika bola 5 aj stvrt palcova, este teraz mam niekde v pivnici tych zhruba 1.000 diskiet (kapacita 360 KB na disketu). Kua, to bola morda, malo to aj taku hranatu misku a klavesnica bola znacky zbrojovka Brno. Ten komp som volal vystiznym nazvom TREZOR - tazke a hovadske :) Ale sla mi na tom hra Xenon 2 megablast - presiel som ju komplet celu, lebo to slo tak pomaly, ze nebol velmi velky problem uhnut sa kazdej nepriatelom vystelenej rakete. Dokonca mi sla aj Dune 2, tiez som ju presiel celu avsak trvalo to veeelmi dlho. Pocas presuvania jednotiek k nepriatelovi som stihal povysavat cely byt...
Odpovedať Známka: -8.2 Hodnotiť:
 

Aspon si mal uz vtedy velmi zaujimavu ficurku v tej Dune2 - mohol si davat prikazy viacerym jednotkam sucastne. :) Kym sa prva pohla, dal si prikaz uz aj poslednej. ;)
Poznam, na Amiga 500 to tiez islo velmi pomaly plynule. :)


Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

ja som mal i486SX, 16MB ram, 133MB HDD (IBM) a monitor IBM z roku 1985. bolo mi fajn do doby kym som omylom neodpalil HDD :( potom som fical na dvoch disketovych mechanikach chvilku a potom prislo konecne PENTIUM. ani si neviete predstavit aky stastny som bol....
Odpovedať Známka: -7.1 Hodnotiť:
 

Ja som mal 386 a k tomu vtedy neuveritelnych 5MB RAM. To bola masina, Lion King mi na tom behal ale Aladin nesiel.
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

5MB ram?? asi nie!
aladdin siel, len to bolo treba vediet nastavit (moja vtedajsia zostava 386DX,4MB ram)
Odpovedať Známka: 5.0 Hodnotiť:
 

5 MB Ram bolo určite, spôsobovala to pamäť na doske, ktorá mala 1 MB.
Odpovedať Známka: 5.0 Hodnotiť:
 

Mne bezal Alladin na 386DX s 4MB RAM...ale Lion King troska posekaval :D
Odpovedať Hodnotiť:
 

fuuu, spominam, spominam, to boli casy, ja som mal 386DX40 s koprocesorom, 8MB RAM, 200MB HDD a SB16 to bol narez jak svina, len kym neprisiel DOOM :)
Odpovedať Známka: 7.1 Hodnotiť:
 

Sranda, nikde na obrázku som nenašiel zelené farbu - feromagnetického materiálu.
Odpovedať Známka: -8.8 Hodnotiť:
 

ja som tiez spociatku hladal tu zelenu farbu, ale myslim ze to bude to nazelenkaste pozadie tych obrazkov "0
Odpovedať Hodnotiť:
 

To ja som zacinal na 286ke s 5 MB RAM!!! To bol vrchol vykonu, este tam bol disk, nejak komprimnuty na 80 MB. Stary dobry Wolfik, Dune 2,... Joj, to boli casy, ked clovek nepotreboval uzasnu grafiku, ale hlavne dobru hru. Len ma stvalo ze mi nexcel ist Warcraft 1 lebo vyzadoval 386 procak :((.
Odpovedať Hodnotiť:
 

PRE DSL.SK MOZTE MI POVEDAT PRECO VAM NEFUNGUJE HLADANIE?

Ďakujem
Odpovedať Hodnotiť:
 

Nie nefunguje, ale je to strašne primitívne hladanie a nikdy nenajde to co hladam aj po zadani klucovych slov

NAnoseKUNDA
Odpovedať Hodnotiť:
 

No ale ja som zacinal uz s DIDAKTIK M a tobola bedna. Este si pamatam ako som to zapajal do TV a to bol monitor. Nahravanie gamies z magnetickych pasok ... to boli casi a az potom som presiel na 286 potom 486 potom uz to bol Duron 700MHz dalej Athlon 3000 a v sucasnosti Turion X2
A roziel je vidiet na 1. a aj 2.pohlad.
Odpovedať Hodnotiť:
 

Asi najoblubenejsu hrou na zaciatku bola perstrojka(žabky) skakali ste po zltych kruzniciach a zbierali nejake farebne gulky a tie kruznice sa stale zmensovali. it was fun
Odpovedať Známka: -6.7 Hodnotiť:
 

hral som to dobra haluz a ten super sound v hre :D
Odpovedať Hodnotiť:
 

Môj prvý pevný disk mal kapacitu 850 MB, teraz mám 160GB a 80GB. Cize ak to porovnam so 160GB diskom tak je cca. 188x vačší.
Odpovedať Známka: -8.8 Hodnotiť:
 

No ja som začínal na 386 DX 16 MHz ale 4 MB RAM!!!!A pierkol som mimo jiné aj cannon fooder no to bola pecka ked som myš hádzal o zem.A dooma som hral v okienku 5x5 cm ale išiel:))))))))))
Odpovedať Hodnotiť:
 

Ja mám HDD teraz 500GB...a moje 1. pc malo 5Gb...
Odpovedať Známka: -8.9 Hodnotiť:
 

No moj prvy comp mal disk 800MB a teraz mam 160GB no co :-)
Odpovedať Známka: 6.7 Hodnotiť:
 

moj prvy PC: 286, 512kB RAM (a mozno este menej), 3MB HDD, 5" diskety, a pamatam si na to fical Test Drive 1 a SimCity 1.
Gratulujem panom k Nobelovke a dakujem, ze aj vdaka nim mam v sucasnosti 250GB + 80GB a HDD a je mi to malo :-)
Odpovedať Hodnotiť:
 

A kolik KB mel tvuj VGA? 64K nebo 32K ? CB nebo Monochromaticky? Nemel jsi nahodou takovy ten nejrozsirenejsi monitor znacky GoldStar ? :-D
Odpovedať Známka: 4.3 Hodnotiť:
 

Prvy hdd mal 20MB a teraz 750GB co je iba 38400x viac ako moj prvy hdd :D
Odpovedať Hodnotiť:

Pridať komentár