【物理】磁気の代わりにレーザーの熱を使ってデータを保存し100倍高速化　ハードディスク向け新技術

1 ：

レーザーで100倍高速化：ハードディスク向け新技術
欧州とアジアの研究者からなるチームが、磁気の代わりにレーザーの熱を使ってデータを
保存する方法を披露した。この技術が実用化されれば、現在のものに比べて100倍以
上も高速なハードディスクが生まれる可能性がある。
http://wired.jp/wp-content/uploads/2012/02/lasers-hard-drive.jpg
国際的な研究者チームが開発した新たなストレージの技術は、レーザーを利用して鉄と
ガドリニウムの基板の極性を切り替えるというもの。（画像：University of York）
欧州とアジアの研究者からなるチームが、磁気の代わりにレーザーの熱を使ってデータを
保存する方法を披露した。この技術が実用化されれば、現在のものに比べて100倍以上
も高速なハードディスクが生まれる可能性がある。
この研究プロジェクトを率いたのはヨーク大学の物理学者であるTom Ostler氏。同氏は
Wiredに「この技術によってコンピュータがより高速にファイルを記録できるようになり、これ
までの磁気データストレージ技術を利用する必要がなくなるため、消費電力を減らすことも
できる」と話している。
Ostler氏と各国の研究者（スペイン、スイス、ウクライナ、ロシア、日本、オランダの研究
機関のメンバーで構成されている）は今月、「Nature Communications」サイトに掲載
された論文のなかでこの画期的な技術について説明している。
通常、ハードディスクにデータを書きこむ際は磁気が利用される。磁界の極性を変える
ことで、1と0の信号を書きだし、データが保存される場所の極性を変える。その際、一方の
極性が1、もう一方が0として記録される。
熱は磁界を歪めるため、この技術にとって大敵とされてきた。ところがOstler氏らは、磁界
でなく熱を用いて物体の極性を変化させる方法で、1秒間に数千ギガバイトのデータを
保存できるという。彼らが用いたレーザーは60フェムト秒（1フェムト秒は1000兆分の1秒）の
パルスを、主に鉄とガドリニウムでできた素材の物質上に照射する。
鉄とガドリニウムは「逆平行」（電荷が逆を向いている状態）に並んでいるが、レーザーパルスが
あたると、鉄はガドリニウムよりも速く脱磁し（この理由についてはOstler氏らがはまだ研究中）、
温度が下がるときに電荷の方向が逆になるのだという。これはストレージの基本的な仕組みの
1つで、「Single Switching Event」と呼ばれている。
論文によれば、これらの過程が5ピコ秒（1ピコ秒は1兆分の1秒）以内に起こるという。
レーザーを利用したデータ記録方法に関してはこれまでも事例がある。例えば、オランダのラット
バウト大学（Radboud University）の研究者であるClaudiu Daniel Stanciu氏は、フェムト秒
レーザーによる磁気記録に関する論文を発表している。また、ドライブヘッドメーカーのTDKも
昨年10月に同様のアイディアを発表している。
TEXT BY Caleb Garling　TRANSLATION BY 中村航
WIRED 2012年2月11日
http://wired.jp/2012/02/11/lasers-hard-drive/
Ultrafast heating as a sufficient stimulus for magnetization reversal in a ferrimagnet
T.A. Ostler, J. Barker, R.F.L. Evans, R.W. Chantrell, U. Atxitia, O. Chubykalo-Fesenko,
S. El Moussaoui, L. Le Guyader, E. Mengotti, L.J. Heyderman, F. Nolting, A. Tsukamoto,
A. Itoh, D. Afanasiev, B.A. Ivanov, A.M. Kalashnikova, K. Vahaplar, J. Mentink, A. Kirilyuk,
Th. Rasing, A.V. Kimel
Nat. Commun. 3 : 666 doi:10.1038/ncomms1666 (2012)
http://www.nature.com/ncomms/journal/v3/n2/full/ncomms1666.html
>>2辺りに続く

2 ：

関連ニュース
【ナノ】1ビットをわずか12個の原子で記録:「世界最小の磁気記憶素子」 反強磁性鉄原子のスピン偏極トンネル効果を利用 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1326520537/-100
【物理】容量無限のハードディスクへ道 新たな物理現象を発見 九工大など
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1309786270/-100
【物性】「渦状スピン構造体:スキルミオン結晶」の直接観察に成功 ハードディスクの読み取り感度の画期的向上に期待 画像あり
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1276744518/-100

3 ：

MOの悲劇ふたたび

4 ：

まあ真面目な話、書き込みがレーザーでできても、読み出しが磁気ヘッドでは
HDDの物理的脆弱性の問題は何も解決されない。それこそが今や最大のネックなのに。
これはポシャるだろう。 「おもしろいですねえ」とは言われるだろうけど

5 ：

これでしばらく研究開発費で雪見だいふく買えるﾆﾀﾞ

6 ：

>>4
最近のHDDはヘッド起因で障害になる物なんて少ないよ。
カチカチしてても大体がFW起因。
ソースはデータ復旧会社技術部長の友人。

7 ：

キューブメモリだろ
三次元交点でつかう
すでにレーザーメモリは基本的に存在してる
ちなみになんで
日本人だけなのにアジア人なんだ？

8 ：

そしていつの間にか助手とかで参加していたk国人が開発した事になっているのですね。
わかります。

9 ：

これ　なんていう　ＭＯ？

10 ：

うーん、やっぱり磁場に頼るところで>>4の意見に同意。
我々は、エジプトの石版以上の安定性がこの時代の記録には必要と思っているのだが。
でないと、何もかもこの時代に作ったものが失われる可能性がある。

11 ：

最近バックアップはHDDにしか取ってないけど
そろそろ富士山噴火対策必要なのかなぁ。

12 ：

これはでもお高いんでしょ？と言われても反論できない技術だわ

13 ：

>>11
富士山噴火しても　そう簡単には、ＨＤＤはいかれないよ。
関西、山陰方面に基地をつくるのが先

14 ：

MOの再来かｗ

15 ：

>>6
素人かよって、突っ込んだ俺はダメな人なんですねorz

16 ：

ペタフロッピー時代の幕開け

17 ：

更に熱対策が必要になるわけだ

18 ：

後十年待って出来るかなー

19 ：

原子番号64の元素か
存在自体知らんかったわ

20 ：

>>7
<`д´>ウリらを無視してはいけないニダ

21 ：

>>4
ファイル保存はSSDに、HDDをキャッシュ用途にすれば解決ｗ

22 ：

ネオジム磁石テロに強いHDＤ出来る？
実用化される頃にはSSD安くなる？

23 ：

この手の
記憶容量が飛躍的にとか
速度が格段に高速にとか
数年後の実用化とか
いままで散々見てきたのだけど
今現在のところ、実用化されたものはひとつもない
ひとつもない

24 ：

これHDD向けなのか？
むしろ光ディスク向けじゃないか？

25 ：

壊れる時間も100倍です

26 ：

>>4
小さな業績を、大きく宣伝するのが現在の科学者

27 ：

レーザーは熱で直ぐ壊れるでしょ
俺のＤＶＤは何台壊れたか
今ので四年で八台だよ内二台は保障で直した

28 ：

小型化とか消費電力とかもおｋ？

29 ：

>>4は
「ならばどうすればいい？」という発想が皆無なので馬鹿丸出し。
シッタカｗｗｗ

30 ：

しっかし、世の中には頭のいい人がいるもんだね。

31 ：

>>23
カセットテープにBASICのプログラムを記録してた頃を思い出すと
現在は夢の様な状態だ。
当時はテラどころかギガなんて単位知らなかったよ。

32 ：

磁気ディスクに三次元で記録するとか言うのどうなったんだ…

33 ：

ほんまやな、俺なんか科学記事読んでもなに言ってるかわからないもん

34 ：

難し過ぎて全く何を言ってるのかわからん
とりあえずこれを使えば消費電力が減るというのだけはわかった…

35 ：

垂直磁気記録方式だって提唱されてから製品化までに35年かかってんだろ？

36 ：

結局はコストの問題なんだよね。SSDが下がらない以上は
低コストでより早いものを作るしかない。
HDDを使うなら今とほとんどコストは変わらないだろうから
実用化すれば爆発的に広がるよ。

37 ：

>>3
熱でメディアよりハードの方が先にって
ドライブが消耗品になるんですねわかります

38 ：

>>31
ボリュームを上げるとピーピーガーガー鳴ってたなｗｗｗ

39 ：

そうそう、ホログラムディスクなんてのも提案されてたなぁ・・・

40 ：

壊れないようにして欲しい

41 ：

寿命短そう＞熱利用

42 ：

どのくらいの「熱」なのかなぁ。
また冷却ファンが大きくなるのかなぁ。

43 ：

レーザーの熱で記録
DVD-RWやBD-RWだろそれって

44 ：

>>31
MSXしか知らないけど
ファミリーベーシックってどうやってプログラムを保存してたのだろうか

45 ：

カセットの裏に電池いれてたような・・・

46 ：

>>23
俺が小学生の時は、HDDが個人使用で、しかも手のひらサイズになるなんて思いもよらなかったぞ

47 ：

>>23
ハードディスクの記録なんて驚異的な速度で新しい技術が
実用化されて容量増やしてるんですが
要するに知られていないだけ
これとは別だけど10TBまで容量を増やすための候補として
シングルライト、パターンドメディア、熱アシスト記録とか
有望な技術はいくつも考えられ、検証されている
何も知らずにHDDなら同じ技術使ってると思ったら大間違い

48 ：

>>23
ちょっとずつ実用化してるよ

49 ：

MOの高速化バージョンてことか？

50 ：

(´-`).｡ｏＯ（これって消去と書き込みは別になるよね…）

51 ：

>>37
ドライブだけで済むのか？

52 ：

>>23
ハードディスクに関してはほぼ全部実現してきている印象だけどな
垂直磁化とか論文で呼んでｗｋｔｋしてたら本当に製品が出てきてﾜﾛﾀｗ

53 ：

>>23
これだから、近頃の若い者は……
昔、Win95とかNTが出始めの頃なんかは、1Gで市価が万越えてたんだぞ
今の数1000円以外の世界しか知らない連中には想像もつかないだろうがな
記録メディアの容量や速度は気付かないようで、日進月歩なんだよ

54 ：

320ＭＢのHDDを5万円代で買っていた頃が懐かしい

55 ：

フロッピー世代ですから。いつの間にかなくなっていた。ｗｗｗ

56 ：

ＳＤ厨房が、ＳＳＤが普及しＨＤＤは容量拡大できず今年あたりＨＤＤは消滅すると
宣言していた。しかし実際は逆だった。
ことしあたりには１テラのＳＳＤが１万円ぐらいでできるみたいな予測もしていたｗｗｗ

57 ：

工房の頃は早くテラの男になりたいと友達と言ってたけどあっけなく達成できたな。

58 ：

> 鉄とガドリニウムは「逆平行」（電荷が逆を向いている状態）に並んでいる
…え？電荷に向きなんてあるの…？というか磁性なんだからスピンじゃないの…？

59 ：

１Ｍ＝１万円世代ですが何か？

60 ：

>>36
> 結局はコストの問題なんだよね。SSDが下がらない以上は
SSDはフラッシュメモリの加工技術が原理的な限界に触ってしまったから
電荷を蓄えるフラッシュメモリ０と１を区別するための絶縁材料が高性能
でないと情報を長期に蓄えられずエラーになる。そのエラーの限界に
来てしまっている。絶縁が薄くなると電流がもれて情報が劣化するってことです。
集積度が高くなると絶縁部分も薄くなるのは必然でどうにもならない。
原理がＤＲＡＭと同じコンデンサーの原理ゆえに新しい原理が必要になったってこと。

61 ：

エロが見えたら何でも良い

62 ：

マクスウエルの悪魔を連想した

63 ：

読み書きのうち書き込みの速度だけが劇的に上がってもあまり意味無いような・・・

64 ：

＞ガドリニウム
また希土類ですか・・・

65 ：

可能性の話は聞き飽きた

66 ：

SSDって2.5インチだけど束ねて容量増大とかしないのかな
PCIexのはあるけど、3.5インチでだしてほしい

67 ：

レアメタルじゃあなあ

68 ：

何時になったら起動１秒になるのか。

69 ：

基幹技術は世界共同研究が多いな　そのほうがムダがなくていいけど

70 ：

ディスクって、今にっつうか、もう無くなるんじゃないの？
そんな話とは違うのかな？

71 ：

つか、どんだけ回転数上げるつもりだ？ってならないの？

72 ：

SSD終了

73 ：

いい加減、つくれ
現行式で何年たってるとおもってるんだ？

74 ：

HDD最近進化遅すぎだろ
もっと大容量の作れ。速さはメモリで十分だからイラネ

75 ：

ドラムメモリ
コアメモリ
バブルメモリ

76 ：

>23　大人気だな。
今日の日常を支えているものには、昔、夢物語や実験室段階だったものが
たくさんあるということ。今当たり前の製品の原理がいつ実験成功したかとか
たまにしか話題にならなし、そういう話に明るいのは好事家くらいのもの。
エレクトロニクス以外にも色々ある。あまり知らないけど、食品関連の
容器とかも結構技術の塊だったりするんじゃなかったかな。

77 ：

>>53
「PC-98H31」でぐぐって容量と値段調べて見ろよ若造。

78 ：

>>23
知的障害者かお前？

79 ：

>>1
だから何時でてくんだよこういうのはよー

80 ：

直ぐ市場に出る技術にだけ興味があるのならビジネスニュース板にでも行けばいい
研究室での結果が出たばかりの技術に直ぐ応用を求めるのは小学生に微積を解かせようとする様なもの
極々稀に出来る奴もいるが大半は不可能であり、その後生涯にわたって出来ない奴もいる

81 ：

>Ostler氏と各国の研究者（スペイン、スイス、ウクライナ、ロシア、日本、オランダの研究
>機関のメンバーで構成されている）
>>1
欧州とアジアの研究者と言うより、欧州と日本だろ、これなら？

82 ：

読み取りは？

83 ：

数年後に実用化の見通しで消え去ったものが多数あるのは事実だな

84 ：

>>44
> >>31
> MSXしか知らないけど
> ファミリーベーシックってどうやってプログラムを保存してたのだろうか
ファミリーベーシック 持っていた。
テープレコーダーに音声ケーブルつないで、録音していたような。 記憶があいまい。

85 ：

原理的に高記録密度化が難しそうだね。
現行のハードディスク並にするには、
nmオーダーのレーザスポット径と、
磁化反転に必要な熱量とを両立しなきゃいけない。
ちなみにこの論文見ると、
スポットサイズは30×100μm(FWHM)だそうだ。
さらに、周辺への熱伝導があるから
ビットごとにパターンを切る必要あるんじゃないの？
さらにさらに、1ビットだけの書き込みは早くても
多数ビットを素早く書き込むのにレーザ出力の切り替えをどうすんの？
と疑問は目白押し。
物理現象は面白いけど、
HDを代替するものでは無いと思うな。

86 ：

記録媒体関連の技術は出る出る詐欺が多すぎる

87 ：

記録媒体もそうだがエネルギー関連も出る出る詐欺だらけ。パソコン用燃料電池はとうの昔に実用段階に入っているのではなかったのか。
太陽光パネル関連も数年後に実用化という画期的な技術が多数発表になっているが実用化されるのはどれくらいあるのだろうか。

88 ：

理論と現象との間にハードルがあり
単独の現象と色々な要素が複合する利用現場との間にハードルがあり
プロトタイプと商業性の間にハードルがある

89 ：

これからは自然光を利用した記憶媒体が開発されるさ。
先ずは、七原色＋黒で１記録ビットが８ビットになる。
後は、原色を十五色、三十一色、と増やすだけで、
読み書き速度を早くし、記録容量も飛躍的に拡大出来る。
取り敢えずは真珠で実験してみようと思ってるからみんな待ってろよ。

90 ：

>>89
可視光かどうかはともかく、波長多重は
フォトケミカルホールバーニングとかで激しく既出

91 ：

>>85
実現できるデバイスを総合的に考えてみよう。
ビット単位面積が大きいってことは、ディスクが大型化するが、回転速度を上げれば
アクセス速度は維持できる。空気抵抗や軸損失が無視出来ない大きさになるが、超伝導
軸受け＋真空封止技術を使えば問題ない。
と、ここまですると、このメモリにはエネルギーも蓄えられることになるので、停電時
にはこの記憶媒体からエネルギーを取り出して情報処理装置そのものを動かす事が出来
る。
いや、それどころか、家一軒程度なら停電時に数分から数時間エネルギー供給できるデ
バイスになる。
．．．これなら、メモリ機能を削っても売れるな。w

92 ：

>>85
真面目に計算してみた。
1ビットあたりの面積をマージンも入れて、0.1x0.1mm2とすると、平方インチあたりのビット数が、
2540x2540=6.45Mbit。現在市販されているHDDが400Gbit/inch^2らしいので、面積で５桁上、
サイズで320倍の大きさが必要。3.5インチの320倍だと、28mぐらいか
．．．ごめん、家一軒どころか、数百件電力が供給できるよ。w

93 ：

>>92　俺らがネットをする為に数百件の電力が…。((((；ﾟДﾟ))))ｶﾞｸｶﾞｸﾌﾞﾙﾌﾞﾙ

94 ：

学校で20MBのハードディスクを軽くコンコンと叩いたら、
先生がすっ飛んできて、「百万するんだぞ！！！！！！１！！」と青い顔で叫ばれた思い出

95 ：

>>54
> 320ＭＢのHDDを5万円代で買っていた頃が懐かしい
古い話だが、おれは２０MBを１４万円で買ったが先輩は前年に５MBを
４０万円で買ったといってたな

96 ：

たまにはPDの事も思い出してあげてください。

97 ：

>>96
ハードディスクなんだから思い出すべきはjazドライブとかiVDRとかじゃないか。

98 ：

でも開発元がライセンス料高くしたら時代に取り残される
損を承知でやれるかどうかですな

99 ：

>>23がボッコされてて笑った

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