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IBM POUSSE LE STOCKAGE MAGNETIQUE À SES LIMITES ULTIMES- Atteindre, et même tenter de dépasser, la limite théorique de densité d'information inscriptible sur un disque dur magnétique (70 gigabits par pouce carré)- Développer des technologies alternatives de stockage pour prendre le relaisdu magné...

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IBM POUSSE LE STOCKAGE MAGNETIQUE À SES LIMITES ULTIMES

- Atteindre, et même tenter de dépasser, la limite théorique de densité d'information inscriptible sur un disque dur magnétique (70 gigabits par pouce carré)

- Développer des technologies alternatives de stockage pour prendre le relais

du magnétique



Il en va des disques durs magnétiques comme des batteries de démarrage au plomb et de l'écran à tube cathodique : ces systèmes ont la vie dure. Régulièrement, on annonce leur fin prochaine au profit d'une technologie plus jeune et plus " sexy ". Invariablement, ils reprennent le dessus. A chaque fois, leur imbattable rapport prix/performances ridiculise les insolents prétendants et ne leur laisse que la portion congrue. A écouter Ed Grochowsky, " program manager " d'IBM pour les systèmes de stockage, on est tout à fait rassuré quant à l'avenir des disques durs. Installé à l'Almaden Research Center d'IBM à San Jose, il explique : " La limite théorique à la densité d'information que l'on peut stocker sur un média magnétique est de 70 gigabits par pouce carré, soit soixante-dix fois plus que ce que l'on sait faire aujourd'hui. Cette limite ne sera pas atteinte avant 2005. Et je ne désespère pas qu'on parvienne à franchir ce qui paraît être aujourd'hui une barrière infranchissable. " La butée, en l'occurrence, s'appelle " limite super-paramagnétique ". A force d'augmenter la densité d'information, il arrive un moment où la taille du bit dans le matériau est si petite que son énergie est égale à l'énergie du matériau non magnétisé. D'où l'impossibilité d'obtenir un état magnétique stable pour enregistrer de l'information. Reste qu'une multiplication de soixante-dix de la densité, donc de la capacité des disques, en moins de dix ans semble a priori plus que satisfaisante. A priori seulement, car, souligne Ed Grochowsky, " la capacité de stockage des disques durs progresse environ au rythme de + 60 % par an. Ce n'est pas suffisant pour suivre l'augmentation de la demande, qui, elle, double à peu près chaque année ". Seule solution pour les utilisateurs : augmenter le nombre d'unités de disques qu'ils emploient. " Cela fait de la vente de disques durs un bon business... ", plaisante Ed Grochowsky. Ainsi, à supposer que le concept de PC soit encore d'actualité à cette époque, la capacité de stockage local dont vous disposerez sur votre bureau en 2005 sera proprement phénoménale. Un PC est aujourd'hui équipé d'un disque dur d'une capacité de 1 gigaoctet. Il en offrira " dix fois plus en l'an 2000 et... cinquante fois plus en 2005 " ! Est-ce trop ? Certainement pas, si les logiciels continuent leur inflation et si l'on se met à stocker du son et des images animées ! A moins que, d'ici là, le fameux NC (Network computer) - un PC sans disque dur ! - n'occupe le devant de la scène. Cela ne changerait d'ailleurs rien à la consommation de disques durs magnétiques (1018 octets livrés en 2000, selon Ed Grochowsky), excepté que les systèmes de stockage seraient alors répartis sur les serveurs des réseaux. Chez IBM, la technologie qui se cache derrière toutes ces performances s'appelle " effet magnétorésistif ". Car ce sont les têtes de lecture et d'écriture utilisant cet effet qui sont à l'origine de l'importante croissance en den-sité (+ 60 %) que l'on connaît dans le domaine des disques durs depuis environ cinq ans - et pour, au moins, les cinq prochaines années. Comme son nom l'indique, l'effet magnétorésistif, mis en évidence dès 1856 par lord Kelvin, est le changement de résistance induit dans un matériau par une modification du champ magnétique. En l'occurrence, les têtes de lecture utilisent un film d'alliage NiFe, déposé en couches minces. Ce changement de résistance fournit à l'ordinateur le signal électrique indiquant la présence d'un bit d'information. IBM, qui a breveté en 1975 la structure des têtes qui permet de lire effectivement l'information sur le disque, a sorti son premier système avec des têtes magnétorésistives en 1991. L'entreprise commercialise aujourd'hui des unités offrant une densité de plus de 1 gigabit par pouce carré. Ed Grochowsky indique que déjà, dans ses laboratoires, tournent des disques atteignant 3 gigabits par pouce carré. Surtout, il précise que " cette technologie permettra d'atteindre sans problème des densités de l'ordre de 5 gigabits par pouce carré ".

Objectif : passer à la " magnétorésistance géante "

Pour aller au-delà et atteindre les 10 gigabits par pouce carré, il faudra franchir un petit saut technologique et passer à ce qu'IBM appelle la " magnétorésistance géante ". Il s'agit essentiellement de l'utilisation de nouveaux films de matériaux permettant de conserver au signal émis par la tête une amplitude suffisante, alors que la taille des bits inscrits sur le disque, et donc leur énergie, est devenue très faible. On retiendra que, à une densité de 10 gigabits par pouce carré, la longueur d'un bit sur le disque ne dépasse pas 0,05 micron. On imagine la sensibilité que doit posséder la tête pour détecter la transition magnétique produite par un élément aussi fin ! " Les premiers produits basés sur la magnétorésistance géante devraient apparaître d'ici à la fin du siècle ", indique Ed Grochowsky. Les progrès en densité sont fondamentaux. Mais ce ne sont pas les seuls que l'on puisse prévoir. Le temps d'accès aux informations doit lui aussi s'améliorer. Dans ces bijoux de mécanique que sont les disques durs, c'est la vitesse de rotation du disque qui détermine la vitesse d'accès à l'information. " Il y a cinq ans, la vitesse de rotation des disques durs s'établissait à 3 600 tours par minute. Depuis, elle a doublé, et nous atteindrons assez rapidement des vitesses de l'ordre de 9 000 à 10 000 tours par minute. " Comme souvent, les problèmes technologiques ne se trouvent pas nécessairement là où on les attend. Ainsi, Ed Grochowsky ne doute pas un instant qu'IBM parvienne à atteindre, voire à dépasser, la limite de densité de 70 gigabits par pouce carré. En revanche, il s'inquiète de ce qui lui apparaît comme le probable facteur limitant le progrès en matière de stockage magnétique : l'électronique.

Mettre au point des électroniques ultrarapides

" A mesure que les densités croissent, l'électronique de gestion du disque doit faire face à des débits de plus en plus importants. Actuellement, les semi-conducteurs qui la composent gèrent des flux d'information de quelque 15 mégaoctets par seconde. Comme ces débits sont proportionnels à la densité, il faudra mettre au point des électroniques ultrarapides pour suivre l'augmentation de capacité des disques. " Cela dit, on peut tout de même s'interroger sur l'étonnante pérennité de la technologie magnétique pour le stockage de masse. Il existe pourtant des technologies concurrentes. Ne serait-ce que les systèmes optiques (CD-Rom et autres DVD), ou encore, tout simplement, les puces mémoire, Dram, ou les mémoires flash, par exemple. Pour ces dernières, le jugement d'Ed Grochowsky est sans appel : trop cher. " Les circuits intégrés, Dram ou flash, sont, au mégaoctet stocké, dix à vingt fois plus chers que les disques durs. De plus, le prix du mégaoctet décroît plus vite avec les disques durs qu'avec les circuits intégrés ", juge-t-il. Il faut dire que, en la matière, les technologies magnétiques font des miracles. " Le coût du mégaoctet stocké baisse au rythme de 40 % l'an. Il revient aujourd'hui à 25 cents. En l'an 2000, il sera bien en dessous de 10 cents. " Quant au stockage optique, non réinscriptible, Ed Grochowsky estime qu'" il s'agit avant tout d'un système de stockage amovible ". Il avoue toutefois que " l'avenir de ce média n'est aujourd'hui pas parfaitement clair ". IBM, d'ailleurs, se garde bien de faire l'impasse sur le sujet. Les laboratoires de l'Almaden Research Center travaillent en particulier sur le laser bleu, qui permettra de multiplier par un facteur cinq la capacité de stockage des disques optiques. Ils sont aussi à l'avant-garde en ma- tière de disques multicouches. En laboratoire, IBM a notamment montré la faisabilité de disques à six couches en lecture seule et à quatre couches en lecture-écriture.

Une voie très prometteuse : l'holographie

Quel sera le successeur de la technologie magnétique ? Pour le chercheur d'IBM, il y a plusieurs pistes. A long terme, les deux premières, déjà mentionnées - stockage optique et circuits intégrés - pourraient ne pas avoir dit leur dernier mot. Mais IBM a d'autres atouts dans sa manche. L'holographie apparaît à Ed Grochowsky comme une voie très prometteuse : " Cette technologie a le potentiel de fournir des systèmes d'une capacité de 1 000 gigabits avec des vitesses de transfert d'au moins 1 million de bits par seconde. Ce peut être une bonne technologie pour l'archivage. " IBM, justement, fait partie d'un consortium qui a engagé à la fin de 1995 un programme de cinq ans doté de 32 millions de dollars pour développer les composants de base de l'enregistrement holographique. On y trouve, à côté d'universités, des entreprises comme Kodak, Rockwell ou GTE. L'AFM (" atomic force microscope " est l'autre technologie sur laquelle se penchent les laboratoires de l'Almaden Research Center. " L'AFM devrait nous permettre d'atteindre facilement des densités de 100 gigabits par pouce carré. " Encore au stade de la recherche de base, ce procédé consiste à focaliser un rayon laser à travers un disque en plexiglas (PMMA). Après avoir traversé le disque, le rayon aboutit sur une tête microscopique qui s'échauffe sous l'effet de la lumière, et, en amollissant localement le disque, crée une micro-indentation à sa surface. " La seule limite à cette technologie est la taille de la tête d'inscription ", note Ed Grochowsky.



L'entreprise en bref

- Premier constructeur informatique mondial

- Leader technologique actif dans tous les domaines de l'informatique et de l'électronique (cinq prix Nobel pour des chercheurs d'IBM)

- Premier déposeur mondial de brevets

- A inventé, en particulier, la technologie du disque dur et introduit son premier disque sur le marché en 1962

- A mis au point en 1975 et amélioré en 1980 la technologie des têtes magnétorésistives

- Détient le record de densité sur disque magnétique

· Activité : constructeur informatique généraliste (matériel, logiciel et services)

· Chiffre d'affaires : 71,9 milliards de dollars

· Budget de recherche-développement : 6 milliards de dollars (8,3 % du chiffre d'affaires)

· Effectif de recherche-développement : 2 600 chercheurs (effectif total non communiqué)

· Grands produits : toute la gamme des ordinateurs, du mainframe au PC



Ed Grochowsky

Un fidèle de Big Blue

Le responsable du développement des programmes de stockage d'information d'IBM a sa coquetterie : il rechigne à dévoiler son âge. " Je suis chez IBM depuis trente-cinq ans, se contente-t-il de dire ; faites le calcul... "

Cet ingénieur en science des matériaux de l'Université du Michigan est ainsi un " IBMer " depuis 1961, " alors qu'IBM entrait tout juste dans l'ère des semi-conducteurs ". Il a ainsi occupé plusieurs postes en recherche sur les circuits intégrés jusqu'en 1980, où il a rejoint la General Product Division d'IBM, à San Jose. " Appliquer ce que je connaissais de la technologie des semi-conducteurs était passionnant ", dit-il. Depuis 1984, il est revenu à la recherche et s'occupe désormais de l'activité disque dur à l'Almaden Research Center de San Jose.

USINE NOUVELLE N°2560

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