FUJIFILM成功研發全球最大580TB 鍶鐵氧體磁帶

FUJIFILM 富士底片成功研發鍶鐵氧體磁帶 實現全球最大580TB 存儲容量

        FUJIFILM 富士底片控股株式會社宣佈，公司已成功研發出使用鍶鐵氧體（以下簡稱SrFe）磁性顆粒的磁帶，其記錄密度高達317Gbpsi*1，為全球最高*2。該記錄是在與IBM Research共同進行的磁帶額定負荷試驗中取得的*3。這代表富士底片研發出了劃時代的技術，可以生產出全球最大容量*4、高達580TB的資料流程磁帶，為現有磁帶容量的約50倍*5。580TB的容量足以存儲相當於12萬張DVD的資料。

        SrFe是一種磁性材料，具有極高磁性，即使加工成精細顆粒，仍能穩定地保持高性能，作為原材料被廣泛用於生產電機用磁鐵。富士底片應用公司自主技術，成功研發出超細SrFe磁性顆粒，可用作生產資料存儲用微粒磁帶介質的磁性材料。富士底片一直在進行SrFe磁性顆粒的商用研發，作為目前用於磁帶資料存儲介質的鋇鐵氧體（BaFe）磁性顆粒的迭代品。本次試驗中使用的磁帶由富士底片現有的塗布設備生產，已具備量產和商品化的能力。

        隨著高畫質4K / 8K視訊的推出、物聯網/ICT的進步、AI技術支援下大資料分析的普及，社會上的資料量正在呈指數級增長。其中早已生成但很少被訪問的 冷資料，據推測佔據現在所有資料的80％以上。越來越多的各類冷資料所積累下來的資料將被挖掘進行再利用，因此，安全、經濟且長期存儲資料的需求應運而生。而磁帶不僅具有存儲容量大、成本低、可長期存儲等優點，而且資料可以在與網路隔離的氣隙狀態下被存儲，從而最大限度地降低網路攻擊造成的資料損壞和丟失，多年來一直被各大資料中心和研究機構所採用。未來，磁帶有望被應用於涉及大規模資料生成的尖端研究領域，如高效管理海量資料的混合雲環境*6、實現高品質且高效率生產的智慧製造、具有網際網路連接的聯網車輛等。

        在此次專案中，富士底片改良了自主磁帶技術NANO CUBIC*7，進一步提高了磁帶的資料記錄密度。應用公司自主的納米顆粒合成技術，通過調整微量元素的添加量和原材料的混合條件，控制顆粒的生長，從而使顆粒體積減少到了現有BeFe磁性顆粒的60％以下，成功生產出適合塗布在磁帶上的超細SrFe磁性顆粒。同時，採用新型分散劑將超細SrFe磁性顆粒均勻分散、納米級排列控制，從而達到高信噪比。

        此外，新研發的平滑非磁性層（下層）的使用，更進一步提高了磁帶表面的光滑度，減少了磁頭與磁性層的間距，增強了讀取能力。將採用自主技術精確佈局伺服*8的磁帶與IBM Research全新開發的跟蹤技術*9、信號處理技術*10以及相應的寫入/讀取設備相結合後，驗證了其全球最高的317Gbpsi面記錄密度，成功實現磁帶容量的進一步提升。

        作為全球份額第一*11的電腦資料存儲用磁帶製造商，富士底片將繼續研發和提供高性能、高品質的媒體和服務，以滿足客戶的需求和期望，助力解決社會問題。

<富士底片為此次最新成果作出貢獻的技術>

1）研發精細SrFe磁性顆粒

        ·富士底片成功研發出的SrFe磁性顆粒，與目前磁帶介質中使用的BaFe顆粒相比具有更高的磁性特性，顆粒體積低於BaFe顆粒的60％（圖2），實現優異的寫入/讀取性能和低噪音。

        ·與BaFe類似，SrFe也是一種化學性質穩定的氧化物，因此也有望實現資料的長期存儲。

2）增強了SrFe磁性顆粒的垂直配向性

        精細顆粒通常很難實現均勻的分散。富士底片應用了一種新型的分散劑和獨特的工藝技術實現了精確的顆粒分散，從而最大限度地發揮精細SrFe磁性顆粒的性能。通過將均勻分散的SrFe磁性顆粒進行垂直排列，實現了高信噪比。

圖1：磁帶層間結構*12

圖2：磁帶磁性層橫截面的電子顯微鏡影像（比較其磁性顆粒）

3）提高磁帶表面的平滑度

        採用新研發的平滑非磁性層（下層），減少了磁性層與非磁性層介面的粗糙度，提高了磁帶表面的光滑度。這使得磁頭在讀取磁性層中記錄的信號時，可以更接近磁帶表面（減少間距），提高了信號檢測精度和讀取性能。

4）研發高精度伺服寫入技術

        富士底片自主研發了一種磁帶處理技術，以控制寫入伺服模式下的磁帶振動。根據IBM Research的評估，通過將伺服信號的波動降到極低，可以最大限度地發揮光碟機的跟蹤性能，從而實現磁頻寬度方向的高密度資料記錄。

*1千兆比特/平方英寸，一種記錄密度的測量單位。
*2截至2020年12月16日發佈時。在塗布型磁帶當中。基於富士底片公司的調查結果。
*3根據IBM Research Europe（位於瑞士蘇黎世）所做驗證試驗的結果。
*4截至2020年12月16日發佈時。為非壓縮資料容量。基於富士底片公司的調查結果。
*5與LTO8比較。
*6一種IT基礎設施，將多家公司共用的公共雲與提供專用環境的私有雲、公司自有伺服器相結合，從而優化速度、穩定性、安全性與性價比。
*7富士底片自有的納米薄膜塗布型磁帶技術，可實現高密度的磁性記錄；融合了製備精細磁性顆粒的納米粒子技術、均勻分散和排列精細磁性顆粒的納米分散技術和實現超薄層塗布的納米塗布技術。
*8含有位置資訊的磁性信號，預先錄入磁帶中，使磁頭能在正確的位置上記錄和回讀數據。
*9以納米級精度將磁頭定位在資料磁軌上的技術。
*10該信號處理演算法可降低高密度記錄時讀取資料的錯誤率、確保資料高可靠性。
*11製造商市場佔有率。基於富士底片公司的調查結果。
*12資料來源：一般社團法人 日本電子資訊技術產業協會（JEITA: Japan Electronics and Information Technology Industries Association）。