Paul: Nooit eerder heeft een hulpbron zoveel invloed gehad op onze wereld als gegevens tegenwoordig. Ik ben Paul, en in deze podcast onderzoeken we hoe vernieuwers data gebruiken om de manier waarop we leven, werken en creëren te veranderen. Vandaag heb ik Stephanie Hernandez, Senior Engineering Director bij Seagate, te gast om te praten over Mozaic, een baanbrekende technologie die op een cruciaal moment op de markt komt, nu AI zorgt voor een ongekende vraag naar opslagruimte. Laten we beginnen. Welkom bij De gegevensverplaatsing.

Stephanie, allereerst welkom bij de show.

Stephanie: Hartelijk dank voor de uitnodiging.

Paul: Ja, natuurlijk. Wat fijn dat u er bent. Ik kijk er om allerlei verschillende redenen enorm naar uit om dit gesprek te voeren. Ik wil beginnen met even terug in de tijd te gaan. U werkt al 15 jaar bij Seagate, en ik wil graag wat dieper ingaan op uw loopbaan bij Seagate, uw visie op de opslagbranche en de veranderingen die zich in die tijd hebben voorgedaan. Het voelt alsof we er op dit moment middenin zitten. Laten we daar dan maar eens beginnen. Wat heeft u de afgelopen vijftien jaar bij Seagate gedaan?

Stephanie: Ik ben bij Seagate begonnen als ontwerper van lezers. Weet u, als ik nog iets verder terugga in de tijd: ik heb aan de Universiteit van Michigan gepromoveerd, en zelfs als promovendus hield ik me al bezig met magnetische opname. Ik werkte dus in het laboratorium van een professor genaamd Randy Victora, die zich bezighield met het ontwerpen en onderzoeken van geavanceerde HDD-technologieën. Zijn werk was vooral theoretisch van aard, wat heel goed aansloot bij mijn interesses in die tijd. En weet u, hij werd gefinancierd door Seagate, en dat leidde natuurlijk tot stagemogelijkheden bij Seagate en uiteindelijk tot een baan als ontwerper van lezers hier in Minnesota, zo’n 15 jaar geleden. En ik was modelbouwer. Dat wil zeggen dat ik op fysica gebaseerde modellen heb gebruikt om te begrijpen hoe onze lezerontwerpen moeten schalen in functie van de opslagdichtheid, en om de prestaties te bereiken die we nodig hebben. Uiteindelijk ben ik overgestapt naar de onderzoeksgroep, die veel beter aansloot bij mijn interesses. Ik vind het leuk om uit te zoeken welke technologieën er over 10 tot 20 jaar zullen zijn. Ik ben gaan werken bij de Seagate Research Group, eveneens hier in Minnesota. En toen ben ik me echt gaan verdiepen in het modelleren van warmte-ondersteunde magnetische opname. Toen ik daar begon, was het nog een technologie van de toekomst. Nu is het werkelijkheid geworden. Ik geef nu leiding aan een groep die zich bezighoudt met de toekomst: HAMR-technologieën en zelfs een blik op de technologieën die na HAMR komen, HDD en alternatieve technologieën voor gegevensopslag.

Paul: Ja. Fantastisch. Laten we beginnen met iets over HAMR te vertellen. Op dit moment een zeer actueel onderwerp in de sector. Seagate zal, in ieder geval tegen de tijd dat deze aflevering wordt gepubliceerd, een belangrijke aankondiging hebben gedaan over nieuwe mogelijkheden op het gebied van opslagdichtheid, waardoor capaciteiten tot 40 terabyte per schijf mogelijk worden.

En enkele voorbeelden van wat onze klanten momenteel met die schijven doen. Voordat we daarop ingaan, wil ik even teruggaan naar 13, 15 jaar geleden, toen u begon. Hoe werd HAMR op dat moment gezien?

Stephanie: Tijdens mijn loopbaan bij Seagate heb ik binnen de ontwerpteams de overgang meegemaakt van loodrechte magnetische opname naar HAMR. En, weet u, ik kan niet genoeg benadrukken hoe ingrijpend die overgang was. Voordat HAMR het project werd waaraan de meesten van ons nu werken, waren mensen sceptisch.

Er waren nog tal van uitdagingen die moesten worden opgelost om die technologie te realiseren. Er waren ingrijpende wijzigingen nodig. U had een geheel nieuw mediumdesign nodig, een geheel nieuw kopontwerp. U had een kop nodig met optische elementen. U had nog steeds leestechnologie nodig die gelijke tred houdt.

Naarmate de opslagdichtheid en -capaciteit toenemen, moeten alle onderdelen van het opnamesysteem zo worden ontworpen dat ze die toegenomen capaciteit aankunnen. Er waren dus nog heel wat problemen en andere uitdagingen die moesten worden opgelost om te komen waar we nu zijn. Er waren destijds inderdaad veel sceptici, maar naarmate het ontwerp zich verder ontwikkelt en we meer inzicht krijgen, wordt het duidelijk dat dit inderdaad een technologie is die fundamenteel zeer levensvatbaar is, en dat de uitdagingen van technische aard zijn die we kunnen overwinnen door ons steeds beter te verdiepen in HAMR.

Paul: En ik kan me voorstellen dat er twijfels waren over de vraag of de technologie überhaupt wel zou werken, of ging het er op dat moment – althans – vooral om dat we hadden bewezen dat het kan werken, maar dat de vraag was: kan het opschalen naar het niveau dat de vorige generatie PMR-technologie kon bereiken?

Stephanie: Ik denk dat men altijd heeft aangenomen dat het een technologie is die in principe zou kunnen werken – ja, u kunt met HAMR kleinere bits opslaan, maar hoe ontwerpen we een systeem dat in de praktijk, in de echte wereld, kan functioneren met de betrouwbaarheid en prestatie-eisen die nodig zijn om dergelijke producten op de markt te brengen?

We hebben altijd gedacht dat het schaalbaar was. Ik bedoel, het werd steeds duidelijker naarmate de tijd verstreek. Maar het was zeker een van de grootste uitdagingen om ervoor te zorgen dat de apparaten robuust waren.

Paul: Ik vind het zo interessant, want ik heb hier op mijn bureau een exemplaar liggen, en dit is een Seagate-schijf die waarschijnlijk al zo’n... hij is waarschijnlijk bijna 15 jaar oud. Dus toen u hiermee begon toen u bij ons kwam werken, ging het om een 3,5-inch harde schijf van vier terabyte. Een van de meest interessante aspecten van harde-schijftechnologie vind ik de vormfactor: ook al is het een product van vijftien jaar oud, de vormfactor, de afmetingen van dit kleine grijze kastje, zijn nog steeds hetzelfde, nietwaar? En daar zijn specifieke redenen voor. Het is bijvoorbeeld niet mogelijk om de vormfactor te wijzigen. Al die innovatie waar u zojuist op hoog niveau naar verwees, speelt zich dus in feite af in dit kleine rechthoekige kastje, wat echt een boeiende technische en creatieve uitdaging is. Kunt u nog even ingaan op dat andere aspect in verband met die vraag, namelijk het idee van superparamagnetische opname ...

Stephanie: Grens.

Paul: Sorry, de grens. Ja, de superparamagnetische grens. Kunt u uitleggen wat dat is en waarom? Waarom het belangrijk is? Ik wil me verdiepen in de technologieën die daarbij helpen.

Stephanie: Juist. Dus al jarenlang wordt er voorspeld dat de harde schijf op zijn retour is, nietwaar? Wat is de ondergrens voor de grootte van de bit die op de magnetische schijven van een harde schijf kan worden opgeslagen? En dus, de superparamagnetische grens ... die houdt simpelweg in dat wanneer u de deeltjesgrootte van magnetisch materiaal verkleint, het materiaal thermisch zeer instabiel wordt.

In plaats van magnetisch wordt het dus paramagnetisch. Het is dus niet meer magnetisch. Er staat geen informatie in. En weet u, er zijn in de afgelopen twintig, dertig jaar – en natuurlijk ook daarvoor – heel wat verschillende technologische ontwikkelingen geweest. En elk van deze cruciale technologische veranderingen heeft de mogelijkheid geboden om de superparamagnetische grens steeds verder te verleggen.

We zijn erin geslaagd nieuwe ontwerpen te integreren – met name ontwerpen voor nieuwe media – die steeds fijnere korrelgroottes aankunnen. Het materiaal waarop de gegevens op de harde schijf zijn opgeslagen, is dus magnetisch; het is een korrelig, magnetisch materiaal. En dan zijn er deze korrels, die op dit moment ongeveer 10 nanometer groot zijn, minder dan 10 nanometer. En elke technologische ontwikkeling heeft ons in staat gesteld een nieuw mediumdesign te ontwikkelen dat steeds kleinere korrelgroottes aankan. We zijn er dus in geslaagd de superparamagnetische grens te doorbreken, en we weten niet precies wat er zal gebeuren als we die grens daadwerkelijk bereiken.

Ik bedoel, uiteindelijk wel, ja. Maar wij zijn van mening dat de technologie waar we op dit moment mee werken, namelijk warmte-ondersteunde magnetische opname, ons al heel ver kan brengen.

Paul: Ja, en dat verhaal over ... kunt u mij iets vertellen over de korrelgrootte en waarom die in dit soort vergelijkingen van belang is?

Stephanie: Ja, de informatie staat in de vorm van deze sporen op de schijf opgeslagen. Sporen zijn dus een reeks bits. En de volgorde van de bits bepaalt dat; die vormt immers de gegevens die op de schijf zijn opgeslagen. En elke bit is een basisunit van informatie. Het is een één of een nul, of een één of een min één. En deze bits bestaan uit groepjes korrels die in dezelfde richting zijn gemagnetiseerd. Om de bitgrootte verder te verkleinen en de signaal-ruisverhouding op peil te houden. De signaal-ruisverhouding is dus een zeer fundamentele maatstaf die voor ons van groot belang is, omdat we een sterk signaal uit het medium willen opvangen met zo min mogelijk ruis. Om de ruis te verminderen, hebben we meer korrels per bit nodig.

Ik kan de bitgrootte dus niet zomaar verkleinen zonder ook de korrelgrootte te verkleinen; daarom was het zo cruciaal om over te stappen op andere opnametechnologieën die een kleinere korrelgrootte ondersteunen.

Paul: U verwees naar enkele van de innovaties die deel uitmaken van HAMR of Mozaic, zoals wij dat bij Seagate noemen. Wat zijn enkele van die fundamentele onderdelen of subsystemen waaruit dat bestaat?

Stephanie: Ja, ik heb veel over het medium gesproken, dus misschien begin ik daar maar mee.

Paul: Ja.

Stephanie: Bij HAMR is het medium fundamenteel anders dan bij PMR – het gaat om een volledig nieuw mediumdesign – het materiaal is op basis van ijzer en platina en heeft een zeer hoge magnetische isotropie. Dat betekent dat ik dat kan; het is altijd een uitdaging om media met een kleine korrelgrootte en zeer goede eigenschappen te vervaardigen, maar dankzij die hoge isotropie kunt u de korrelgrootte veel verder verkleinen dan bij conventionele mediumontwerpen mogelijk is.

U weet dat we ijzerplatina kunnen gebruiken omdat we nu een gloednieuwe schrijver hebben. Bij loodrechte magnetische opname maken we gebruik van magnetische schrijfapparaten die een veld opwekken. Dat wil zeggen: als dit het mediumvlak is, dan staat het veld loodrecht op het mediumvlak en zijn de bits gemagnetiseerd, eveneens loodrecht op dat mediumvlak. 

Met HAMR geldt dat allemaal nog steeds, maar nu hebben we een extra magnetische veldsterkte nodig om op dit medium met zeer hoge isotropie te kunnen schrijven, omdat ijzerplatina thermisch zeer stabiel is. Het is erg magnetisch hard, maar dat betekent dat het erg moeilijk is om erop te schrijven. Vanwege die robuustheid kan ik niet zomaar een PMR-schrijver pakken en er informatie op opslaan. Dat betekent dus dat ik een soort ondersteuning moet bieden om informatie op dit nieuwe, isotrope medium te kunnen vastleggen. En de beste manier – eigenlijk de enige manier – waarop we dit echt kunnen doen, is door warmte toe te passen. Maar u wilt warmte toepassen, niet continu, maar alleen tijdens het juiste proces.

Magnetische materialen hebben de eigenschap dat ze hun magnetisatie, hun isotropie en hun magnetische hardheid verliezen naarmate de temperatuur stijgt. We willen precies de juiste temperatuur toepassen, maar alleen wanneer we de bits willen schrijven. En daarom moest er een gloednieuwe schrijver worden ontworpen, voorzien van een magnetische schrijver, omdat we die nog steeds nodig hebben om de benodigde magnetische veldsterkte te leveren om de bits op de schijf te schrijven.

Maar we hebben nu ook een optische schrijver nodig, wat voor HAMR iets geheel nieuws is. U hebt een laser nodig. Dat zorgt voor die warmtetoevoer. U hebt een optische golfgeleider nodig die die energie van de laser helemaal naar het luchtlageroppervlak transporteert, dat wil zeggen het gebied direct naast het medium. En dan is er een innovatie die een ‘near field transducer’ wordt genoemd en die deze energie efficiënt kan richten om een zeer smalle, geconcentreerde warmtepuls op het medium toe te passen.

Twee heel verschillende media, twee heel verschillende schrijvers. Toch? Dat zijn, laten we zeggen, de fundamentele veranderingen, maar het hele systeem moet schaalbaar zijn. U hebt lezers nodig die die smalle sporen kunnen detecteren. De interfaces moeten ... de interface tussen de kop en de schijf moet deze nieuwe componenten ondersteunen.

De afstand tussen de kop en het medium moet dus worden verkleind. Deze coatings en lagen op de koppen en de media moeten dun zijn om die kleine afstand te kunnen garanderen, maar moeten tevens thermisch robuust zijn en de media onder deze extreme opnameomstandigheden kunnen beschermen. En de mechanica moet ook die zeer grote spoorafstand aankunnen.

Wat HAMR betreft: ja, er is inderdaad sprake van warmte-ondersteunde magnetische opname, maar het hele systeem moet dit gloednieuwe opnamemechanisme ondersteunen.

Paul: Het klinkt als iets uit een sciencefictionverhaal, weet u wel, als u het hebt over lasers die delen van die draaiende schijf verwarmen. En kunt u iets zeggen over de mate van nauwkeurigheid? Want dit vond ik echt heel boeiend toen ik erover hoorde.

Stephanie: Als u de afstand tussen de kop en de schijf neemt, past er niet eens een DNA-streng tussen. De volledige structuur van de schrijver zou in een rode bloedcel passen. En, weet u, dit zijn vergelijkingen van waarschijnlijk zo’n tien jaar geleden. Het draait nu allemaal om precisie op atomair niveau.

Alle componenten zijn momenteel in de orde van grootte van tientallen nanometers, dus componenten van enkele honderden micrometers groot. En ja, het productieproces moet die ambitieuze schaalvergroting aankunnen. Het mechanische systeem moet in staat zijn om de kop nauwkeurig te volgen en precies op de juiste plek op de schijf te plaatsen.

En de sporen zijn slechts enkele tientallen nanometers breed. Al deze systemen werken voortdurend samen om al deze hoge capaciteiten te kunnen realiseren, van 30 terabyte tot 40 terabyte en meer.

Paul: Ja, dat heb ik gehoord. Als u en uw collega’s het over deze technologie hebben, gaat het om, weet u wel, de atomaire schaal; technisch gezien is het bit waarop u met de laser warmte toepast letterlijk kleiner dan een atoom, zo’n beetje de diameter van een atoom of zo. De belangrijkste toepassing van de pinpoint-technologie vindt plaats op dat formaat, en het materiaal moet worden verwarmd en vervolgens worden afgekoeld. Ik denk dat 800 graden Fahrenheit de temperatuur is waarop u dat punt op de schijf moet verwarmen, waarna het binnen een nanoseconde of zo weer afkoelt.

Stephanie: Juist.

Paul: De technische ontwikkelingen vinden plaats op een geheel andere schaal wat betreft snelheid en omvang.

Stephanie: Juist. Ja. De heetste plek is, ja, 800 graden Fahrenheit, slechts een paar korrels breed, een handvol korrels breed. En dat geldt zelfs nu nog voor Mozaic 3 en 4. Maar goed, zodra we het hebben over 10 terabyte per schijf, worden die geometrieën nog extremer.

Paul: En het gaat ook allemaal om dit soort dingen. Al deze nanoschaalelementen, of, weet u wel, deze minuscule systemen en onderdelen. Het is niet alsof u ze zomaar in een winkel of ergens anders kunt kopen, toch? Ze zijn toch allemaal op maat gemaakt? Dus, klopt het dat we ze vrijwel allemaal op maat hebben gemaakt? Voor dit specifieke gebruiksscenario. Kunt u daar iets over zeggen?

Stephanie: Seagate heeft zich toch vanaf het begin ingezet voor HAMR? Wij zijn het bedrijf dat stelde dat HAMR de weg vooruit is. We moesten alles helemaal zelf ontwerpen, nietwaar? We moesten de fysica van het HAMR-opnamesysteem doorgronden en uitzoeken hoe we optische technologie in de schrijfkop konden integreren. Alle mediumontwikkelingen vond intern plaats om de ontwikkeling van dit nieuwe medium te ondersteunen. Alles wordt in eigen beheer ontworpen, dus we beschikken over een schat aan kennis, nietwaar? Dat we mensen hadden die zich moesten specialiseren in optica, schrijfhoofdontwerpers. En zelfs nu zijn we bezig met het verkennen van volkomen nieuwe ontwerpen waar we, zoals u weet, nog maar net mee zijn begonnen en waarover we nog maar net aan het nadenken zijn.

We kunnen toch informatie halen uit wat er extern gebeurt? We wonen conferenties bij, we financieren onderzoek aan universiteiten en we proberen te achterhalen wat de trends zijn en welke ontwikkelingen er zich in de buitenwereld voltrekken? We nemen al die elementen en proberen te bedenken hoe deze nieuwe technologieën ... hoe we ze kunnen gebruiken om nieuwe vormen, nieuwe leeservaringen en nieuwe media te creëren? En dat gebeurt allemaal in eigen beheer.

Paul: Ik heb al gezegd dat dit op sciencefiction lijkt. Het lijkt niet echt, maar het is het wel degelijk. En het is op dit moment geen R&D-project. We produceren nu, weet u, miljoenen van deze dingen.

Ze in deze kleine grijze kastjes verpakken en de wereld in sturen. En wat ik zo interessant vind aan de harde-schijfindustrie, of aan wat Seagate doet, is dat we te maken hebben met atomen; we houden ons bezig met techniek op nanometerschaal, maar het is toch heel klein, nietwaar?

Om al die, u weet wel, steeds meer onderdelen in dat piepkleine 3,5-inch kastje te kunnen proppen. Maar we produceren ze dan wel in massa, met miljoenen tegelijk. Ik denk dat er elke dag meerdere exabytes aan opslagcapaciteit van onze productielijnen rollen. Het interessante is dus dat we weliswaar op zeer kleine schaal ontwikkelen, maar op enorme schaal produceren. En met HAMR doen we dat nu. Kunt u misschien iets vertellen over dat proces, bijvoorbeeld hoe we dagelijks zo’n hoeveelheid exabytes aan output kunnen genereren ... wat komt er allemaal bij zo’n onderneming kijken? Het is één ding om zo’n ding te kunnen maken. Het is iets heel anders om er miljoenen te kunnen produceren op de schaal waarop wij dat doen, en om alle gegevens ter wereld op te slaan.

En dat is precies wat we doen. Het begint dus al bij het zoeken naar de materialen. De onderdelen in elkaar zetten. Het moeten er wel miljoenen zijn. Dat we alles in eigen beheer produceren, zoals miljoenen van deze onderdelen, ze integreren en testen, zoals u eerder al zei, op prestaties en duurzaamheid, alle machines, de productie,

Stephanie: Juist.

Paul: De mensen, de processen, de hele coördinatie die daarbij komt kijken, is gewoon ...

Stephanie: Juist.

Paul: Als je er zo over nadenkt, is het eigenlijk een behoorlijk verbazingwekkende operatie.

Stephanie: Zoals u weet, is het bij al deze technologieën begonnen als een idee. Voor al deze nieuwe technologieën die van generatie op generatie worden geïntegreerd. Het begon als een onderzoeksproject, waaraan misschien één of twee mensen meewerkten. En hoe meer mensen erbij komen, hoe veelbelovender het project wordt.

We beginnen wellicht met het gebruik van enkele van onze bestaande tools om bepaalde concepten te verkennen, of we gaan samenwerken met externe partners om te onderzoeken of de technologie haalbaar is. Stap voor stap vordert het proces door deze trechter, waarbij we aan de ene kant een groot aantal technologieën hebben. We beoordelen ze allemaal op basis van de technische details, en de volgende stap is dan dat we meer mensen bij het proces betrekken. Wij richten ons meer op interne zaken. Als de technologie haalbaar wordt voor de enkelen die het zo ver hebben geschopt. Vervolgens gaan er slechts één of twee door naar de volgende ronde. En dan gaan we steeds meer van onze bestaande processen integreren ...

in de ontwikkeling van deze nieuwe platforms. Zo gaat het stap voor stap van onderzoek naar ontwikkeling, en binnen de ontwikkelingsfase komt het steeds dichter bij de productfase. Het is dus een geleidelijke overgang, omdat u eerst de fijne kneepjes, de fysica van het opnameproces en al die verschillende aspecten moet begrijpen voordat u verder kunt gaan in de ontwikkelingscyclus. Maar we beschikken dan ook over een beproefd productieproces. En u moet dat productieproces stap voor stap aanpassen om deze nieuwe technologieën te kunnen integreren. Het is dus zeker geen schakelaar die u omzet, toch? En u stapt over van PMR naar HAMR?

Het is een heel geleidelijk proces dat begint met een droom, een idee. En dan raken beetje bij beetje het bedrijf, steeds meer delen van het bedrijf en steeds meer van onze mensen erbij betrokken. Tot nu toe is het uitgegroeid tot een inspanning van duizenden mensen. En uiteindelijk kunnen we dan iets produceren om aan onze klanten te leveren.

Paul: u had het dus over onze klanten. Waarom doet dit er eigenlijk toe ... Seagate doet waanzinnige dingen op het gebied van kwantumfysica en innoveert met deze kleine kastjes. Waarom is dit belangrijk voor onze klanten?

Waarom is dit van belang voor de wereld?

Stephanie: Ik denk dat onze klanten uiteindelijk op zoek zijn naar een apparaat met een grotere capaciteit dat u gewoon kunt aansluiten, dat vrijwel hetzelfde werkt en goede prestaties levert. Ik denk dat ze geïnteresseerd zijn in de technologieën die in dit apparaat worden gebruikt, omdat ze er zeker van willen zijn dat we een plan hebben om de technologie verder te ontwikkelen.

We zijn er altijd van uitgegaan dat de wereld in een exponentieel tempo gegevens zal genereren en dat er nooit genoeg opslagruimte zal zijn om alles op te slaan. Maar we moeten onze capaciteit blijven uitbreiden, omdat we een groot deel van de gegenereerde gegevens wel degelijk moeten opslaan. Dat wordt steeds belangrijker.

Ideeën om de capaciteit binnen dezelfde vormfactor te blijven vergroten, zijn dus van groot belang.

Paul: Het typische soort opslagmedia met hoge capaciteit ... de Mozaic HAMR-technologie. In wat voor soort omgevingen worden die schijven doorgaans gebruikt en waarom?

Stephanie: Al onze opslagsystemen met grote capaciteit komen uiteindelijk terecht bij de grote hyperscalers. Dat zijn de modellen met een beperkte voetafdruk. We moeten dus schijven blijven leveren met een grotere opslagcapaciteit die het mogelijk maken om de beschikbare capaciteit verder uit te breiden, zonder dat het gegevensopslagsysteem daardoor meer ruimte inneemt.

We kennen allemaal de namen van deze hyperscalers en onze clouddienstverleners, en we maken allemaal gebruik van hun diensten, nietwaar? We slaan allemaal veel gegevens op en we genereren veel gegevens waartoe we toegang willen hebben. Het is dus van belang om een apparaat te leveren dat dit ondersteunt: De toename van de hoeveelheid gegevens in de loop van de tijd.

Paul: Het komt neer op het idee dat we niet aan de vormfactor mogen tornen, omdat het daarin moet passen. U kunt deze datacenterslots niet verwijderen en vervangen of het formaat ervan wijzigen. U moet binnen die kaders blijven … u moet binnen die kaders innoveren.

En ja, zoals u al zei, de enorme toename van de hoeveelheid gegevens – en ook de waarde van die gegevens – en de bewaartermijnen voor de toegankelijkheid van die gegevens. Wat gegevens betreft, zorgen al deze ontwikkelingen ervoor dat de vraag naar opslagruimte toeneemt. En ja, ik denk dat het erom gaat dat we onze klanten helpen om die groeicurve bij te houden.

Een interessant klantenscenario waar ik gisteren naar keek, betreft juist het idee van wat er gebeurt als u op dit soort schaal werkt. Wanneer u een park van honderdduizenden of zelfs nog meer schijven beheert: de gevolgen. Wanneer u op exabyte-schaal werkt, betekent een upgrade van bijvoorbeeld een park van 20 terabyte aan schijven naar een park van 40 terabyte in feite dat u uw opslagcapaciteit – uw ruwe opslagcapaciteit – verdubbelt binnen dezelfde fysieke ruimte. En zoals u eerder al aangaf, is ruimtefysica tegenwoordig een van de uitdagingen, nietwaar? De natuurkunde kent haar grenzen. Net zoals er beperkingen zijn binnen de schijf zelf, zijn er ook beperkingen aan de omgeving waarin deze onderdelen worden geplaatst. En waarom is de opslagdichtheid dan belangrijk?

Ik denk dat dat daar wel op duidt.

Stephanie: Alles waar we aan werken, draait puur en alleen om opslagdichtheid. Ik bedoel, niet alles, maar een groot deel van ons werk draait om de vraag hoe we de opslagdichtheid kunnen blijven vergroten door simpelweg de capaciteit te verlagen of te verhogen ... door de grootte van de bit te verkleinen. Al deze technologieën passen dus prima binnen de beschikbare ruimte. Ik denk dat de weg vooruit erin bestaat dat we de capaciteit kunnen blijven uitbreiden tot honderd terabyte. Omdat het pure opslagdichtheid is.

Paul: U zei eerder iets dat mijn aandacht trok. Tien terabyte per schijf, toch? Dus Mozaic, we zitten op vier, vier plus, toch? En als u naar de toekomst kijkt, hoe kunnen we dan blijven innoveren op het gebied van opslagdichtheid om de capaciteit op termijn te vergroten? Kunt u mij vertellen op welke manieren jullie daarover nadenken?

Stephanie: Jazeker. Ja. Wij zien geen wezenlijke belemmeringen voor een groei van vier tot tien procent en daarboven. Zoals ik al zei, het draait allemaal om het vergroten van de pure opslagdichtheid. Daarvoor moeten de componenten dus kleiner worden gemaakt. De lezer moet dus kleiner zijn.

De kritische schrijfelementen moeten ook kleiner zijn, en de korrelgrootte moet kleiner zijn om steeds kleinere bits te kunnen ondersteunen. We hebben in het laboratorium dus daadwerkelijk zeven terabyte per schijf gerealiseerd. Dat is dus ongeveer het dubbele van waar we nu met het product staan,

Paul: Cool.

Stephanie: En dit gebeurt in een echt laboratorium, dus we gebruiken daadwerkelijk de nieuwste generatie leeskoppen om echte gegevens op de schijf op te slaan en die gegevens vervolgens te herstellen. De onderdelen ... qua geometrie zijn ze veel agressiever dan wat we nu hebben. Dat systeem, dat systeem met een capaciteit van zeven terabyte, is dus niet direct klaar voor productie, maar dient als een proof of concept voor wat er met een opnamesysteem mogelijk is. Een ander onderdeel van de demo is magnetische opname met meerdere sensoren.

We passen dus signaalverwerking toe om het effect van twee lezers na te bootsen, waardoor we smallere lezers kunnen gebruiken. Maar we hebben er twee nodig om de informatie van smallere sporen te kunnen verwerken. We hebben aangetoond dat elke schijf zeven terabyte kan bevatten.

Paul: Als u vandaag ook maar één lezer heeft ...

Stephanie: We hebben vandaag één lezer in HAMR. Ja. Als we er dus twee plaatsen, kunnen we smallere lezers gebruiken dan anders het geval zou zijn.

Want zoals ik al zei, magnetische materialen worden instabiel bij kleine volumes. Dus ja, met HAMR kunnen we heel smalle sporen schrijven, maar de lezer moet ook smal zijn. Als we steeds hogere opslagdichtheden willen bereiken, moeten onze lezers ook smal zijn. Door twee of meer lezers te gebruiken, kunnen we de omvang van de lezer zelfs kleiner maken dan anders mogelijk zou zijn. In deze demonstraties van de opslagdichtheid wordt dus ook de magnetische opname met meerdere sensoren nagebootst. Dus nogmaals: we kunnen smallere lezers gebruiken dan we op dit moment in een product zouden kunnen inbouwen. Maar deze demonstraties laten zien dat we bits kunnen schrijven die klein genoeg zijn om zeven terabyte per schijf te ondersteunen.

Nu is het zaak om deze fijne structuren en fijne onderdelen op een betrouwbare manier te produceren. Nu we de grens van zeven terabyte hebben overschreden, zijn er nog veel meer ideeën. Door gebruik te maken van verschillende multisensor-technologieën voor magnetische opname kunnen we dus tweedimensionale magnetische opnames maken. Dat is dus een andere manier om de informatie op de schijf op te slaan.

Ik heb nog steeds twee lezers nodig. Er is nog een ander concept, namelijk vectorregistratie, waarbij ik verschillende veldrichtingen waarneem die voortkomen uit de geschreven patronen op de schijf. En dit soort ideeën kunnen de lezer helpen om zich te ontspannen wat betreft de breedte en schaalbaarheid. Ik kan bredere lezers gebruiken dan anders het geval zou zijn.

We hebben ook nieuwe mechanische systemen nodig om deze zeer grote spoorafstand te ondersteunen en om deze multisensor-magnetische opnametechnologieën te kunnen ondersteunen, die zeer nauwkeurige afstanden tussen de twee lezers vereisen. En we bekijken momenteel nieuw leesmateriaal en nieuwe ontwerpen voor leesmateriaal. We blijven de cruciale afmetingen van de HAMR-schrijver verder verfijnen, de korrelgrootte van het medium verder verkleinen en nieuwe mediummaterialen gebruiken.

Om een kleinere korrelgrootte te ondersteunen. Dus ja, er zijn tal van ideeën om die 10 terabyte per schijf te realiseren. Er is nog veel werk aan de winkel. Zoals ik al zei, werken we samen met veel verschillende universiteiten om diverse concepten te onderzoeken. Er zijn nieuwe ideeën waarvoor wij intern wellicht niet over de nodige expertise beschikken; in dat geval werken wij samen met verschillende onderzoekers, die deze technologieën kunnen bestuderen, waarna wij ze uiteindelijk in onze ontwerpen kunnen integreren. Er moet dus nog heel wat worden uitgezocht om tot 10 terabyte per schijf en meer te komen. Maar wij zijn van mening dat HAMR zeer schaalbaar is.

HAMR is bijvoorbeeld een heel, heel goed raamwerk om nieuwe technologieën op te baseren. Het draagt in wezen bij aan de groei van de capaciteit en de zenddichtheid. En dan is het gewoon afwachten hoever we daarmee komen; dat is nog maar de vraag, maar we hebben er alle vertrouwen in dat we zeker de 10 kunnen halen.

En verder zullen we moeten afwachten hoever onze HAMR ons kan brengen.

Paul: Het HAMR-concept biedt een opslagcapaciteit van maar liefst 10 terabyte per schijf, en wij denken nog verder. Het komt er gewoon weer op neer dat we de componenten en systemen steeds verder verkleinen en innovaties doorvoeren op het gebied van nanoschaaltechniek om die mijlpalen op het gebied van zenddichtheid te bereiken.

Stephanie: Ja. Ja, altijd. Het verkleinen van de componenten is essentieel, nietwaar? Dat is wat de opslagdichtheid bepaalt. En weet u, ook het bedenken van nieuwe manieren om de informatie op de schijf vast te leggen. Dus hoe kan ik meer informatie opslaan terwijl ik de bitgrootte en de geometrie van de verschillende componenten aanpas?

Dat zijn ook zaken waar wij over nadenken. Maar ja, ik denk dat HAMR uiteindelijk in staat is om, ja, 10 terabyte per schijf te halen en zelfs meer, en het is gewoon verbazingwekkend dat harde schijven al vele jaren bestaan en dat u er nu een hebt, terwijl de behuizing er vandaag de dag nog net zo uitziet als die schijf die u daar hebt.

Maar als u het opent, ziet het er eigenlijk ook hetzelfde uit. Toch? Toen men de harde schijf voor het eerst ontwierp, dachten ze toen echt dat datzelfde ontwerp geschikt zou zijn voor 30, 40 of wel 100 terabyte? Want ja, het is niet het enige wat u hoeft te doen, maar het is zo’n goed ontworpen systeem dat het deze extreme geometrische schaalvergroting ondersteunt. De mechanische systemen zijn allemaal ontworpen om deze extreme geometrieën te ondersteunen. Ons doel is om die architectuur met roterende schijven zo lang mogelijk te behouden.

Paul: Heeft u nog meer dan dat? Daarnaast is er natuurlijk die aloude architectuur met roterende schijven, die al meerdere technologische omwentelingen heeft doorstaan en nog steeds de gegevens van de hele wereld opslaat. Heeft u onderzoeksprojecten of ideeën die buiten dat soort kerninnovatiepad vallen? Zijn er nog andere opnametechnologieën die voor het bedrijf interessant zijn?

Stephanie: Ja, ons belangrijkste doel is om die architectuur met roterende schijven verder uit te breiden, zelfs tot buiten het domein van magnetische opslag. Uiteindelijk zullen we dus die superparamagnetische grens bereiken en zullen we de korrelgrootte niet verder kunnen verkleinen. Wanneer dat zal zijn, weten we niet. Maar er zijn ook andere soorten materialen die magnetische materialen zouden kunnen vervangen.

Er zijn ferro-elektrische materialen. Er zijn wellicht andere materialen die als opslagmedium kunnen dienen en informatie kunnen opslaan in kleinere eenheden dan magnetische materialen dat kunnen. Het gaat hier dus om een zeer speculatief onderzoeksproject. En het gaat hier puur om het opstellen van fundamentele fysische modellen — in samenwerking met universiteiten. Naast de architectuur met roterende schijven kijken we ook graag naar zaken als gegevensopslag op basis van DNA. We kijken niet alleen naar trends in andere architecturen die geen gebruikmaken van HDD’s. Er is echter eigenlijk niets in het vooruitzicht dat de HDD zou kunnen vervangen. De HDD neemt een heel specifieke plaats in binnen de hiërarchie van gegevensopslag.

En, weet u, geen van de technologieën waarover wordt gesproken, is een vervanging voor de HDD. We onderzoeken wat er in de HDD kan worden ingebouwd om de opslagcapaciteit van het apparaat verder te vergroten.

Paul: Ja, het lijkt er bijna op dat dit aanverwante onderzoeksgebieden zijn die we zouden willen integreren in onze kernarchitectuur. Is dat zo? Is dat de reden waarom we het bestuderen? Gewoon om te kijken of er zaken zijn die we kunnen leren en in onze hoofdstrategie kunnen opnemen?

Stephanie: Nou, ik denk dat Seagate zich met meer aspecten van de datawereld zou moeten bezighouden dan alleen harde schijven, nietwaar? We moeten nagaan of er nog andere mogelijkheden zijn om ons in deze andere delen van de datasfeer te mengen.

Paul: Ik denk dat we het hierbij moeten laten. Stephanie, het was een heel boeiend gesprek. Wat heb ik u nog niet gevraagd dat voor ons publiek belangrijk is om te weten over deze technologie en het werk dat u doet?

Stephanie: Waarom zou ik ervoor kiezen om in de sector van de magnetische opname te gaan werken? Juist. Want dat is niet bepaald een vakgebied waar, weet u, masterstudenten in 2010 voor zouden kiezen. Maar toen ik nog studeerde, en zelfs toen ik als ingenieur bij Seagate aan de slag ging en me in al die technologieën verdiepte, was het verbazingwekkend hoeveel verschillende technologieën er in een harde schijf zitten, en hoezeer deze technologieën in de loop der tijd zijn geëvolueerd. En ik denk niet dat dat voor iedereen even duidelijk is. Als u het kastje opent, ziet het er aan de buitenkant en van binnen hetzelfde uit, maar als u met een microscoop of een nog krachtiger instrument naar alle verschillende onderdelen kijkt, ziet u dat het om totaal verschillende materialen gaat.

Er wordt gebruikgemaakt van totaal andere fysische principes om alles te doen wat een harde schijf doet. En ik vind dat mensen moeten beseffen dat een harde schijf veel meer is dan hij op het eerste gezicht lijkt. Het is verbazingwekkende technologie. Ja, het is echt verbazingwekkend hoezeer die in de loop der tijd is opgeschaald of veranderd.

Paul: Ja. Het is net als de aantrekkingskracht van, weet u wel, werken bij een start-up die zich bezighoudt met nanorobotica, bijvoorbeeld. Het is zoiets, het klinkt, weet u wel, als iets waar een ingenieur, bijvoorbeeld een veelbelovende pas afgestudeerde, enorm in geïnteresseerd zou zijn en graag aan zou willen werken. Dat is een harde schijf, toch? Het is een robot. Het is namelijk een nanorobot die de wereld ongelooflijke voordelen biedt. En ja, zoals u al zei, het is zo’n goed ontworpen systeem dat wat u met het blote oog kunt zien eigenlijk al tientallen jaren niet is veranderd, maar het gaat om wat er van binnen zit, toch?

Het wordt grondig onderzocht. Dan ziet u dat er zoveel ongelooflijke innovaties en technologieën worden samengebracht en geïntegreerd, om vervolgens op een adembenemende schaal te worden geproduceerd. Echt, fenomenaal.

Stephanie: Jazeker.

Paul: Stephanie, het was erg leuk om met u te praten. Ik heb heel veel geleerd over het werk dat u doet, en u hebt me echt geholpen om inzicht te krijgen in bepaalde aspecten van de bedrijfsactiviteiten waarvan ik me nog niet helemaal bewust was. Ik stel het dan ook zeer op prijs dat u mij hier doorheen hebt geleid en bedank u voor uw tijd vandaag.

Stephanie: Hartelijk dank voor deze kans. Het was mij ook een genoegen om met u te praten.

Paul: Ja, ik kan niet wachten om die volgende innovaties te zien, en om de grens van zeven terabyte per schijf te halen, en daarna tien, en al het werk dat u, uw team en uw collega’s hier bij Seagate verrichten. Echt indrukwekkend.

Stephanie: Hartelijk dank, Paul.