记录与计算机存储相关的过往（连载二十三）：面对极限的又一次超脱
专栏
在硬盘生产商开始使用超巨磁阻效应来制造磁头的时候，人们便已经意识到这种磁盘快走到尽头了。极限总是会来的，无论人们是否愿意。但也总有人会努力找出极限外的新方式，比如岩崎俊一，他用30年的时间见证奇迹。
换个角度的意外惊喜
光存储有艾里斑这只拦路虎，晶体管受到量子隧道效应的制约，而磁盘的极限在于磁畴的大小。
人们把磁性材料中那些磁矩方向一致的小区域叫做磁畴。顾名思义，它可以被看成一个个小房间，房间里面的原子有着同样的磁矩方向，而每个房间的磁矩方向则不相同。大量磁畴构成了磁性材料，它们的磁矩方向彼此抵消，让材料整体看起来不显示磁性。
当磁性材料被放在磁场中时，磁畴的方向会趋于一致，也就显示出了整体的磁性。磁性存储介质都是这样，依靠一些方向一致的磁畴来存储数据，不同方向的磁畴会对磁头产生不同的反应。
如果要提升磁盘存储密度，最容易想到的方法就是增加磁畴的数量；换言之，在同等面积的磁盘上，尽可能减少单个磁畴的尺寸。然而，当磁畴变得越来越小时，它就开始变得不稳定起来。
不稳定来自两个方面：磁畴壁和温度。不同磁场方向的磁畴交界处被叫做磁畴壁，这是一块磁场强度逐渐减小而磁场方向逐渐逆转的区域。磁畴壁有一定的厚度，如果磁畴太小，磁头在读取的时候就可能出错。另外，当磁畴变小的时候，磁性颗粒必然也随之变小，也就需要更强的磁能才能抵抗热能的干扰，否则就可能会因为超顺磁效应而失去磁性。但是，人们用于硬盘表面的材料，已经是能够找到的最好的材料了。
当表面磁存储发展到极限的时候，新的技术不出意料地出现了。2005年，东芝公司推出了20GB的1.8英寸硬盘，紧接着，希捷的新硬盘上市，2.5英寸的硬盘达到了惊人的80GB单碟容量。这些磁盘使用了被叫做“垂直记录”的新技术，磁场方向不再与存储介质的表面平行，而是与介质表面垂直。这种技术可以有效减小磁畴的面积，并显著提升磁盘存储密度。
虽然这种技术的广泛使用并没有多久的时间，但是它的诞生可以追溯到30多年前。
耄耋老人的探寻之路
1977年9月，时任日本东北大学教授的岩崎俊一在《美国电气及电子工程师学会通讯》上发表了一篇名为《高密度磁存储的磁场分析》论文，提出了使用垂直记录来提升磁存储密度的方案。
在那篇文章里，岩崎俊一分析了各类传统磁存储设备的原理，认为这种基于平面的存储方式会阻碍磁存储密度的进一步提升。他比较了几类磁存储设备的特点，提出了完整的垂直磁存储方案——实际上，在这篇论文发表之前的1975年，他就已经在实验室中制造出了垂直记录存储装置的模型。
垂直记录技术的要点在于产生垂直于介质表面的磁场。这就像是用摩天大楼取代过去的平房一样，同样大小的面积上将会容纳更多的磁单元，也就增加了整体的存储容量。硬盘的基本原理和结构并没有变化，但是它的介质、磁头和读写电子器件都有了些许改变。
为了这些改变，硬盘厂商们在市场和技术的驱动下，花了30年的时间。当年发表文章时只有50岁的岩崎俊一，在第一块垂直记录硬盘上市的时候，已经年近80了。
岩崎俊一一生大部分时间都在学校里度过。他在二战后入学东北大学，1949年毕业，随后进入东京通讯工业公司——也就是后来的索尼公司——工作了两年，然后重新回到母校的电气通信研究所，从此再没有离开过大学。1959年，他获得了工程博士学位，1958年，已经晋升为助理教授。
从1951年到1989年，岩崎俊一在电气通信研究所工作了38年，在最后的三年中担任所长。1989年退休之后，受聘于仙台的东北工业大学，开始了校长生涯。他组建了东北工业大学大学院，自2004年成为东北工业大学的理事长。直到今天，这位85岁的老人还在这一职位上工作着。
2010年，因为垂直记录技术，岩崎俊一获得了日本国际科学技术财团颁发的日本国际奖。这是世界上最负盛名的科技奖项之一，他的获奖理由是“他开发出垂直磁记录方式，对高密度磁存储技术有巨大贡献”。
而岩崎俊一对这项技术的评价则有些不同。“垂直记录技术支撑着许多人的生活，其产品也拥有极多的用户，这是研究人员的欣慰，我非常高兴。”他说。
（作者简介：猛犸，科技作者，宅属性。关注信息技术及其给生活带来的影响，为多家科技、新闻媒体撰稿。）