¿Qué les depara el futuro a los discos duros?

A pesar del aumento en las ventas de dispositivos basados en discos de estado sólido (SSD por sus siglas en inglés), las unidades con disco duro magnético tradicionales (HDD) siguen gozando de gran popularidad tanto entre los usuarios privados como con los negocios. Si bien los precios de las SSD han descendido en los últimos años, las HDD continúan siendo la opción más económica en lo que concierne a los espacios de almacenamiento.

Los fabricantes de HDD tradicionales saben que pronto tendrán que aportar avances tecnológicos para garantizar que las unidades SSD no conviertan a las HDD en obsoletas. Independientemente de si existe una diferencia abismal entre las tecnologías SSD y HDD (según la cual la vida útil de la SSD disminuye cada vez que se escriben datos en los chips), las razones principales para elegir una HDD son las siguientes:

• el precio por terabyte
• la mayor facilidad para la recuperación de datos tras una pérdida

Sin embargo, estas ventajas, comparadas con la tecnología SSD, pueden esfumarse con el tiempo, por lo que a los productores les interesa desarrollar nuevas tecnologías de disco duro que mantengan o aumenten la distancia entre los dos tipos de unidades.

La evolución tecnológica de las HDD

Desde que IBM introdujo la primera unidad de disco duro en 1956, la industria ha aumentado exponencialmente la capacidad de almacenamiento para satisfacer una necesidad en constante crecimiento.

Para la grabación de datos en unidades, los fabricantes de HDD llevan décadas especializados en un método denominado tecnología de grabación longitudinal (LTR). En la LTR, la magnetización de cada bit de datos (es decir, el dígito binario 0 ó 1) se alinea en horizontal, paralelamente al disco, o discos, que giran en el interior de la unidad.

El problema con el uso de este método es que nos acercamos rápidamente a un punto en que los granos magnéticos microscópicos del disco se vuelven tan minúsculos que pueden empezar a interferir entre ellos y perder así la capacidad de conservar sus orientaciones magnéticas. La corrupción de datos resultante puede convertir a un disco duro en poco fiable y, por consiguiente, en inutilizable. Este fenómeno se conoce como efecto superparamagnético (SPE), el cual se puede superar con mejoras en la coercitividad o en la capacidad de un bit de retener su carga magnética.

Por este motivo, en agosto de 2005, Toshiba introdujo en el mercado la grabación magnética perpendicular o PMR (tan solo un par de meses después, Western Digital y Seagate hicieron lo propio con sus productos HDD para PMR). En la PMR, los momentos dipolares magnéticos, cada uno de los cuales representa un bit lógico y un método de escritura lógico común como el PRML, no son paralelos a la superficie del disco (longitudinales), sino perpendiculares a ella. Así, los datos se graban, hasta cierto punto, en profundidad. Esto tiene como consecuencia una densidad de datos potencial mucho más alta (aproximadamente tres veces más alta) que la de su precursora, la LRT: con esta tecnología, la misma superficie puede albergar muchos más datos.

Esta tecnología presenta, sin embargo, una desventaja: los distritos Weiss más pequeños (los dominios magnetizados de los cristales de un material ferromagnético) requieren una distancia más corta entre el cabezal de lectura/escritura y la superficie magnética para seguir siendo capaces de escribir o leer datos. Esta técnica es, por tanto, difícil de utilizar y resulta fácil imaginar su muerte natural, ya que el diseño del tamaño del cabezal no puede ser más pequeño.

Aun así e incluso con este problema, la PMR es, hasta la fecha, el estándar de grabación de datos en las unidades de disco duro. El cambio a la PMR ha aumentado la densidad de plato máxima de una magnitud de aproximadamente 100 Gb por pulgada cuadrada a 1000 Gb. No obstante, se están comenzando a alcanzar los límites en este campo: estamos siendo testigos, por ejemplo, de la comercialización de unidades de disco duro de 8 TB con 6 platos (¡!). Los expertos esperan ver en el mercado unidades HDD de 10 TB con tecnología PMR, pero lo que todavía está por ver es si los productores serán capaces de reducir los cabezales aún más y de añadir más platos a una HDD.

Para resolver este problema, en 2013 se inventó una tecnología que todavía está basada en el método PMR original (el llamado PMR+): la grabación magnética de superposición o SMR. Esta tecnología eleva la densidad del disco para ganar un 25 % de capacidad. Para explicarlo sencillamente, aumenta el número de pistas de datos por pulgada y las aprieta hasta que se superponen ligeramente como las tejas de una casa.

Este nuevo método también presenta un problema: en algunas circunstancias, la escritura de una pista nueva puede afectar a una pista adyacente de manera tan severa que esta tiene que reescribirse. Para evitar este riesgo, el área total de SMR de la HDD debe sustituirse desde el punto de cambio (suele haber un espacio entre pistas que interrumpe la necesidad de actualización). La actualización necesaria de las pistas vecinas reduce la velocidad general de escritura, es decir que la SMR ofrece más espacio pero menos velocidad.