Sous les jupes des disques durs

Dans la salle blanche de l'usine de Seagate à Derry, Irlande

Au mois de mai dernier, Seagate a invité quelques journalistes à visiter son usine de Derry, en Irlande du Nord. Une installation étonnante où le groupe produit des… têtes de lecture/écriture pour disques durs. Plus que de la haute précision. L’occasion de prendre la mesure du défi technologique mais, aussi, d’apprendre pourquoi il n’est pas possible, à l’heure actuelle, d’envisager du mirroring RAID interne aux disques durs.

Seagate revendique une part importante de la production mondiale de têtes de disques durs : environ 80 %. L’industrie en produit, en tout, 600 millions par an et 25 % des disques durs vendus chaque année seraient ainsi équipés des têtes produites dans l’usine de Derry de Seagate. Une usine qui travaillera intégralement sur des wafers de 200mm fin décembre et qui emploie 1400 personnes.

La visite de l’usine n’a rien de spectaculaire, en elle-même : le bâtiment ressemble presque à une immense salle blanche de classe 100 – ou ISO 5. C’est à dire que l’on y trouve, au plus 100 particules de plus de 0,5 micron par pied cubique. Certaines zones, dedans, sont classe 10 voire classe 1. On parle donc là de 10 voire 1 particule de 0,5 microns par pied cubique. Des chiffres à donner le vertige. Heureusement que les personnes travaillant là, derrière leurs scaphandres ne manquent pas de bonne humeur. Ni de bonne musique.

Il faut dire que l’enjeu est grand. Comme on l’explique volontiers chez Seagate, une tête de disque dur, c’est plusieurs  dizaines de couches de matière sur une épaisseur d’une centaine d’angströms. Bien peu de chose en somme. Mais ce peu de chose peut être comparé à un Boeing 747 volant «à moins d’un 1cm d’une pelouse à 8 fois la vitesse du son» et auquel on demanderait de compter un par un chaque brin d’herbe… La comparaison est forcément imparfaite, mais elle donne une idée assez juste des ordres de grandeur. Et donc du défi technologique. En fait, comme l’explique Seagate, la tête de disque dur survole le plateau à environ 40 atomes.

Du coup, chaque wafer est individuellement suivi tout au long du processus de fabrication. Avec analyse optique à la recherche des moindres imperfections. Des défauts dont la proportion n’est pas communiquée. Tout juste apprendra-t-on qu’à la mise en service de l’usine de Derry, en 1993, il fallait compter avec plus de 70 % de défaut.

Stations de contrôle optique des wafers

Mais le plus intéressant n’est pas là : il est dans le fonctionnement du disque dur lui-même et, surtout, de ses têtes – au moins deux par plateau, recto et verso. Cette symétrie pose une question évidente : pourquoi n’est-il pas possible d’implémenter du RAID mirroring directement au sein d’un disque dur, ne serait-ce que pour en améliorer les performances ?

En fait, une seule tête est active à un moment donné. Pas une de plus. Bande passante limitée au niveau du contrôleur ? Peut-être mais pas uniquement. Seagate explique ainsi que le problème relève de fiabilité : «il faut assurer que les deux têtes [d’un même plateau; chacune sur l’une des deux faces, NDLA] fonctionne au bon endroit sur chaque surface du disque en parallèle. Les effets thermiques peuvent causer des problèmes d’alignement entre les deux têtes qui sont plus importants que les capacités de contrôle de l’alignement des systèmes actuels. Et ce désalignement potentiel engendre des risques de fiabilité…»

Voilà pourquoi il n’est donc pas possible, à ce jour, de jouer sur une redondance entre les deux faces d’un même plateau de disque dur pour en améliorer les performances et/ou la fiabilité.

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