Principi fisici di registrazione magnetica e lettura

()

La memorizzazione o scrittura dell’informazione o dati sulla superficie del supporto ferromagnetico consiste sostanzialmente nel trasferimento di un determinato verso alla magnetizzazione di un certo numero di domini di Weiss. Ad un certo stato (verso) di magnetizzazione è associato un bit di informazione (1 o 0). Il numero di domini di Weiss che costituiscono un singolo bit, moltiplicato per la loro estensione superficiale media, rapportato alla superficie di archiviazione disponibile, fornisce la densità d’informazione (bit al pollice quadro).

Quindi stipare una maggiore quantità di dati sullo stesso disco richiede la riduzione del numero di domini che concorrono alla definizione di un singolo bit e/o la riduzione dell’area di un singolo dominio magnetico.

L’evoluzione continua della tecnologia dei dischi rigidi ci ha portati ormai vicino al limite fisico inferiore tollerabile: quando infatti il numero di domini che definiscono un singolo bit si è avvicinato all’unità e la loro area è dell’ordine di pochi nanometri quadri, l’energia termica del sistema è diventata ormai paragonabile all’energia magnetica ed è sufficiente un tempo brevissimo a far invertire il verso della magnetizzazione del dominio e perdere in questo modo l’informazione contenuta.

La lettura/scrittura dell’informazione magnetica in passato veniva affidata a testine induttive, avvolgimenti di rame miniaturizzati in grado di rilevare, in fase di lettura e secondo il principio di induzione magnetica, la variazione del flusso del campo magnetico statico al transitare della testina tra un bit ed il successivo di una traccia contenente i bit, oppure in maniera duale imprimere una magnetizzazione sul disco in fase di scrittura.

L’evoluzione che la spintronica ha portato nelle case di tutti sono state le testine magnetoresistive, basate su un dispositivo, la spin-valve, in grado di variare resistenza al mutare dell’intensità del campo magnetico. Il vantaggio dato da queste testine risiede nella loro sensibilità, migliore rispetto alle vecchie testine induttive, e nella loro dimensione ridottissima, cosa che consente di seguire il passo delle evoluzioni verso il nanometro per quanto riguarda l’area di un singolo bit. Infine, il prossimo futuro vedrà protagoniste della scena le testine di lettura basate sulle magnetic tunneling junction, MTJ.

La registrazione magnetica e la lettura sono processi fondamentali utilizzati nei dispositivi di memorizzazione dati come dischi rigidi (HDD), nastri magnetici e alcuni tipi di schede di memoria. Questi processi si basano sui principi della magnetizzazione dei materiali per immagazzinare e recuperare informazioni. Ecco un approfondimento sui principi fisici di registrazione magnetica e lettura:

Principio della Registrazione Magnetica:

  1. Magnetizzazione del Materiale: Durante la registrazione, una superficie magnetica, come quella di un disco rigido, viene magnetizzata utilizzando campi magnetici. Questa magnetizzazione si traduce in “bit” (1 o 0) che rappresentano dati.
  2. Flusso Magnetico: La registrazione magnetica avviene modificando l’orientamento del flusso magnetico su una superficie magnetica. Questo processo crea aree magneticamente polarizzate che rappresentano dati binari.
  3. Tecnica di Scrittura: Un’unità di lettura e scrittura (come una testina in un HDD) applica un campo magnetico per alterare l’orientamento dei domini magnetici sulla superficie, scrivendo così i dati.

Principio della Lettura Magnetica:

  1. Rilevamento del Flusso Magnetico: Durante la lettura, un sensore magnetico (come la testina di lettura in un HDD) rileva i cambiamenti nel flusso magnetico sulla superficie magnetizzata.
  2. Effetto di Induzione Elettromagnetica: Quando la testina di lettura si sposta sopra la superficie magnetica, i cambiamenti nel flusso magnetico generano un campo elettromagnetico che induce una tensione nel sensore.
  3. Decodifica dei Dati: L’induzione elettromagnetica viene convertita in segnali elettrici, che vengono quindi decodificati in dati binari (0 o 1) per leggere le informazioni memorizzate.

Aspetti Chiave:

  • Densità di Memorizzazione: La capacità di memorizzazione dipende dalla densità di registrazione magnetica, che rappresenta quanti dati possono essere immagazzinati in una determinata area.
  • Stabilità Magnetica: La stabilità dell’informazione registrata dipende dalla stabilità magnetica del materiale utilizzato e dalla resistenza alle variazioni del campo magnetico nel tempo.
  • Tecnologie Avanzate: Le innovazioni tecnologiche hanno portato a miglioramenti nella densità di memorizzazione, nella velocità di lettura/scrittura e nella resistenza al degrado dei dati.

La registrazione magnetica e la lettura sono fondamentali per l’archiviazione e il recupero di dati nei dispositivi di memorizzazione magnetici, con la continua ricerca e sviluppo per migliorare l’efficienza e la capacità di memorizzazione in queste tecnologie.

/ 5
Grazie per aver votato!

How useful was this post?

Click on a star to rate it!

Average rating / 5. Vote count:

No votes so far! Be the first to rate this post.

As you found this post useful...

Follow us on social media!

We are sorry that this post was not useful for you!

Let us improve this post!

Tell us how we can improve this post?