为了重塑在计算机存储领域曾经的辉煌，硬盘驱动器发明者IBM公司借硬盘技术诞生50周年之际，总结了自己在相变RAM(PRAM)、磁带驱动器和磁盘阵列领域所取得的进步。这样做的目的，同时也是为其最新存储阵列IceCube的推出铺平道路。
IBM在其Almaden研究中心的简报中声明，已就PRAM与由英飞凌剥离出来的Qimonda AG公司和台湾地区旺宏电子展开了合作，IBM有关硬盘驱动器方面的大量先驱性工作都在Almaden研究中心进行。据悉，这三家公司还将在今年的IEDM大会上联合发表一篇技术文章，宣布其特征尺寸小至10纳米的PRAM开发成功，这种工艺尺寸的关键性进步恰恰是与之相竞争的MRAM比较薄弱的地方。
IBM 还单独表示，它正在着手进行一种新型磁带驱动器的商业推广，由于首次采用了巨型磁阻(GMR)磁头阵列，这种新型驱动器的容量得到了大幅提升。同时，IBM的研究人员也在开发系统软件以扩展驱动器容量和磁盘阵列的计算能力，后者对数据中心的大型存储池进行处理。
“尽管有新技术推出，麻省Hopkinton的某些人仍然令他们忐忑不安。”出席Almaden研究中心简报发布会议的资深存储器分析师James Porter私下说。Porter提到的“某些人”指的是总部位于Hopkinton的存储器生产商EMC公司，该公司是IBM在数据中心存储系统领域的劲敌。
虽然硬盘驱动器的市场比较统一，但是其仍然是主流存储技术的焦点所在。自从把硬盘驱动器业务出售给日立之后，IBM就只是作为用于企业数据中心的大型硬盘驱动阵列系统销售商，在该市场内扮演一个间接的角色。甚至在数据中心方面，IBM也不得不感谢像Network Appliance公司这样的创新者，IBM使用自己的品牌转售Network Appliance获得高度成功的网络连接存储(NAS)系统。
不过，IBM的研究人员却认为：存储技术的未来可能并不在硬盘驱动器领域。随着磁盘磁头尺寸向数十纳米发展，驱动器容量和带宽的提高比例从年60%-100%降低到35%以下，而目前存储器的年出货量却以50%或更高的比例增长，IBM Almaden研发中心存储系统研究主管 Dilip Kandlur分析道。
为此，IBM正在三个主要领域进行研究。首先，积极开展PRAM和MRAM项目，以期找到基于芯片的新方案来替代驱动器；其次，致力于推动磁带存储器技术，该技术预期在档案系统中还有较长的生命期；最后，开发软件以便为存储器阵列加入更多的计算功能。
IBM研究人员希望找到一种半导体存储器来代替闪存和硬盘，这种新的存储器必须具有小尺寸、低功耗、低成本以及100MBps的传输速率，支持10(SUP/)12(/SUP)读/写周期，并具备10年的使用寿命。
这些研究人员认为PRAM前景最为乐观，IBM、Qimonda和旺宏电子的联合论文也将报道有关工艺尺寸缩小的成果。尽管仍有人感到怀疑，但是IBM研发经理Gian-Luca Bona在谈到先进工艺尺寸时却兴奋地表示：“我们现在还需要将所有要求集成到原型中去。”
图: 两年内，IBM将实现在磁带驱动器中采用GMR磁头
不过，MRAM、铁电RAM(FRAM)和众多其它方案(包括几种基于纳米科技的材料)都在相互竞争。“前景相当广阔，”IBM研发经理Gian-Luca Bona指出，“是否这其中会出现一个胜出者，还很难说。”
磁带驱动器的发展
磁带驱动器及其存储介质的年市场规模大约在50亿美元，而其中IBM占去了近三分之一的份额，去年，其销售额达到了13.7亿美元。在两年内，IBM将推出其首款采用16到32个GMR磁头阵列的驱动器。Almaden研究中心的研究人员数年前发明了GMR磁头，这种磁头已成为目前大多数硬盘驱动器的标准。而且，GMR磁头阵列现在被视为更精确读取磁带磁信号、从而提高存储介质区域密度(areal density)的关键所在。“我们正在努力改变行业的发展蓝图。”IBM高级研究经理Spike Narayan称。
不久前，IBM曾演示了一种磁带驱动器技术，利用GMR磁头获取6.67GB/inch(SUP/)2(/SUP)的区域密度。该演示产品中包含大量IBM希望能够商业化的技术成果，比如钡铁氧体磁介质(barium ferrite media)和一种机械轨道系统，该轨道系统使用了槽轨而不是凸轨来稳固磁带。
最终，磁带驱动器还将使用64到128个GMR磁头来免除机械轨道子系统。这种驱动器将采用传感器来确定要读取磁带上的哪些磁点。“这简直太完美了。”Narayan对此赞不绝口。
IBM也在对具有预写(prewritten)模式的纳米级存储介质进行观察评估，同时也在研究具有磁隧道结的GMR磁头。这两种技术都是由硬盘驱动器研究人员所开发的。
强大的硬盘驱动器阵列
在系统级，IBM正在酝酿将IceCube研究项目产品化。这种新颖的设计在模块外创建硬盘驱动器阵列，因此用户就能够“根据阵列数量的增加来支付不同费用”，这种方式类似于用于数据中心计算机的服务器刀片设计。IceCube旨在通过高带宽电容性耦合互连提供性能优势。
有一部分IBM研究人员在寻找方法让未来的硬盘驱动器阵列功能更加强大。其中一个项目计划在阵列内部创建应用加速器，以便更高效地处理像数据挖掘(data mining)这类数据密集型的计算应用。通过在嵌入式Power5 CPU上使用可视化软件，IBM已经具备在其DS8000阵列中为客户提供创建两个备份系统分区的能力。
还有另一些研究人员今年将针对超大型的档案数据库开发原型软件，使数据可以像在线处理数据库的一部分那样被搜索和分析。这一智能数据存储项目将使用一个驱动器和磁带的混合体。IBM声称，即使用于档案存储，它的方案也比大规模低成本驱动器阵列的成本更低、功耗更小，同时不影响性能。
作者：麦利
