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2007諾貝爾獎得主─物理獎

今年的諾貝爾獎從9日開始公佈，首先公佈的是醫學獎。而今日(10日)公布了物理獎，看到新聞報導說是應用於輔助儲存記憶體，硬碟，上的高密度記錄技術，提起了我的興趣，開始來紀錄今年諾貝爾獎。
首先讓我想到的是一年半前才投入量產的垂直寫入技術，但依照報導好像不是這個，看來是同樣的技術，但是更早了20年，個人電腦正要起飛的時代，也是這項技術發現的時候。
法國的Albert Fert及德國的Peter Grünberg在1980年代分別獨立利用鐵鉻多層膜技術來產生巨磁阻效應，分別產生了50%及10%的磁阻變化。到了1988年由M. N. Baibich等人可以在鐵鉻多層膜系統中使這個系統的的電阻在2T(tesla, 1 T = 10000 Gauss；地磁約0.5 Gauss)的磁場下變為兩倍，取得了重大突破。
假設我們有兩層磁性物質中間夾著一層非磁性物質。如果兩層磁性物質的磁化方向相同，當通過一束電子自旋方向跟磁性物質相同平行的電流時，基本上電子可以容易的通過。但是如果兩層磁性物質的磁化方向相反，自旋與跟第一層磁化方向平行的電子可以順利通過第一層，卻會被第二層相反磁性方向的磁性物質所散射，因此通過的電流便會減少，也就是電阻會上升。因此利用電流的升降，可以定義邏輯訊號的0與1，進而發展各式各樣的磁記錄系統。
這個現象用來讀取磁性記錄裝置特別有用，當記錄資料所需的磁區隨著技術的發達而越來越小而能夠在單位面積下容納更多的資料，相對的讀寫頭也要隨之縮小才能增加讀取效率。但是縮小的磁區同時也表示磁場的訊號會減弱，這時便顯出巨磁阻(giant magneto-resistance, GMR)物質的重要性。因為巨磁阻物質可以將磁性方法記錄的訊號，以不同的電流大小輸出。儘管磁場很小，但是還是可以產生足夠的電流變化。因此可以大幅提高資料儲存的密度。
費爾和格倫貝格發現巨磁阻效應後，其他研究人員和工程師開始研發巨磁阻技術的硬碟讀取頭。第一個用巨磁阻技術的硬碟讀取頭在1997年問世，即成為業界的標準技術。

10年前昆騰(Quantum)生產的大腳硬碟(big-foot)，5.25"容量為2GBytes，轉速3600r.p.m.。2-3年前拆了幾顆來玩，其中一顆蓋子當廚房的湯墊了，其中一顆碟盤當宿舍門口的照妖鏡，前1個月回去巡視居然還在呢!今日的高容量記憶卡(SDHC)與隨身碟，拇指大小，卻有8GBytes肚量，速度也比大腳硬碟快多了!新的作業系統VISTA還能拿隨身碟當加速記憶體使用呢!



參考諾貝爾獎官方網站：

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Magneto Optical Disk

大學時代在學校什麼電腦產品都有機會撿到，要組一部電腦不成問題。翻出以前沒時間使用的高級儲存媒體「MO磁光碟片& MO機」很久沒碰，已經忘記詳細規格了。 查了網路價格，機器還有 NTD$8000 的身價呢！MO片卻已經很難找到了。5-6年前這片還要$800元左右。8年前ZIP 100MB的磁碟片要$430，卻僅在少數沖印店看到支援。 MO依照字面就是「磁光碟」的意思和技術，讀取時候碟片正面會有磁頭讀取資料，寫入時則利用背面的雷射頭寫入。所以他不怕磁性物質，但應該還是怕光。 MO機的大廠是 富士通 ，網站有其詳細規格，這部機器採內接式 SCSI-2介面(頻寬20MB/s)，最高寫入速度5.92 MB/s。碟片上還有個規格標示，2048 Bytes/sector每磁區2KB的意思，格式化硬碟時候也能選擇這個選向，代表每寫入一個檔案至少就會佔據這張MO片2KB的容量空間，即使這個檔案只有1KB。因此當寫入大型檔案時候，磁區單位愈大，寫入速度愈快；反之，磁區單位愈小，愈能充分利用儲存媒體的空間，但寫入速度就會變慢很多。在MO片上磁區大小是固定的，不如硬碟可以經由格式化變更。 MO片尺寸有3.5吋和5.25吋兩種，容量從古至今有230MB、640MB、1.3GB & 2.3GB幾種，機器後期規格可以向下相容，對於太小容量的MO片甚至只有讀取的功能限制。高中時期有人送我一片SONY 5.25" 同為1.3GB的MO片，說是老爸公司淘汰的，不過還沒找出來藏哪兒。 現在科技日新月異，儲存媒體種類不勝枚舉，但到目前還是以MO經過評比，儲存穩定性最高，不像光碟片，即使放在防潮箱，消除了溫度、濕度、光線的影響，還是有可能在不久時間後有無法讀取現象。(這是趙博告訴我的親身經驗，放不到一年的SONY DVD) 不過MO片的儲存成本實在太高了，現在相機隨便一拍就超過一片MO片的容量了，若想拿來當作相片的備份媒體，除了得勤奮的搜買庫存MO片外，還得多準備一些隨時逃家的小朋友們。  
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