Quoi de plus merveilleux que les disquettes qui �taient � l��poque un format de stockage et de transport r�volutionnaire, ou de nos jours les CD-ROM, les DVD et les futurs Bluray DISC ! Sur ces simples supports optiques, il est possible de graver des milliers de fichiers, de stocker images, sons et autres animations ! Mais comment sont constitu�es ces unit�s de stockage ? Comment fonctionne un disque dur ? 1) G�n�ralit�s sur les unit�s de stockage Un micro-ordinateur poss�de deux types principaux de stockage. Sa m�moire vive (RAM) est utilis�e comme unit� de stockage temporaire par le microprocesseur, qui s�en sert pour les programmes, le travail en cours et diff�rentes informations internes de contr�le des t�ches. Les lecteurs de disques et autres supports externes permettent de conserver l�information de mani�re plus permanente. A ces unit�s de stockage s�ajoutent d�autres types de support comme la m�moire morte (ROM) de l�ordinateur qui repr�sente un support permanent et non effa�able. Le temps d�acc�s d�une unit� de stockage correspond au temps que met l�unit� pour r�pondre � une requ�te de lecture ou d��criture. Ce temps, g�n�ralement mesur� en millisecondes (ms), le temps d�acc�s est souvent donn� comme indicateur de la vitesse du disque : un temps d�acc�s inf�rieur � 30 ms est consid�r� comme rapide; un temps sup�rieur � 60 ms est consid�r� comme lent. Le stockage des donn�es repr�sente quelque chose de vital pour l�industrie informatique. Nous avons atteint des sph�res �lev�es au niveau des technologies d�velopp�es pour les ordinateurs domestiques. Le temps est maintenant � la miniaturisation et � l�am�lioration de la fiabilit� ! Et les unit�s de stockage n��chappent pas � cette nouvelle r�gle d�or. Il y a des disques durs de plus en plus petits avec des capacit�s �poustouflantes. Une nouvelle technologie de Big Blue permet d'enregistrer 75 % d'informations suppl�mentaires par pouce carr�. Avec sa capacit� de stockage de 73,4 milliards d'octets et une vitesse de transfert de donn�es in�gal�e, le disque dur Ultrastar 72ZX d'IBM bat tous les records. Le record, en tant que tel, concerne la densit� du nouveau support : 35,3 milliards de bits par pouce carr� ; la m�me �quipe d'IBM, il y a cinq mois, atteignait seulement 20 milliards de bits par pouce carr�. Quant au DVD-ROM, il sera bient�t supplant� (d�j� ?) par le Blu-ray DISC ! 2) Disque dur : principe et fonctionnement Le disque dur d�un ordinateur se compose d�un ensemble de plateaux circulaires coaxiaux, recouverts d�une couche de mat�riau magn�tique qui permet l�enregistrement de donn�es. Un ordinateur fonctionne de mani�re binaire, il faut donc stocker les donn�es sous forme de 0 et de 1. Les t�tes de lecture/�criture sont dites �inductives� : elles sont capables de g�n�rer un champ magn�tique qui soit positif ou n�gatif et qui permet de polariser la surface du disque en une tr�s petite zone, ce qui se traduira lors du passage en lecture par des changements de polarit� induisant un courant dans la t�te qui sera ensuite transform� par un convertisseur analogique num�rique (CAN) en 0 et en 1 compr�hensibles par l'ordinateur. Caract�ristiques des disques Le taux de transfert est la quantit� de donn�es qui peuvent �tre lues ou �crites sur le disque en un temps donn�. Il s'exprime aujourd'hui en m�ga-octets par seconde. Le temps de latence (aussi appel� d�lai rotationnel) repr�sente le temps entre lequel le disque a trouv� la piste et o� il trouve les donn�es. Le temps d'acc�s est le temps que met la t�te pour aller d'une piste � la piste suivante (elle doit �tre la plus petite possible). 3) La famille CD : CD, CD-ROM, DVD Le disque compact, mis au point en 1979 par les firmes Philips et Sony, poss�de plusieurs applications : le disque compact classique, appel� �galement Compact Disc ou en abr�g� CD, le CDROM, le CD-I et le DVD. CD : Un Compact Disc est un disque de 12 cm de diam�tre et de 1 mm d��paisseur, constitu� de mati�re plastique rigide et recouvert d�une couche m�tallique sur une de ses faces. Ce type de disque est capable de stocker jusqu�� 78 min d�enregistrement sonore sous forme num�rique. CD-ROM : Le CD-ROM permet de stocker actuellement diverses donn�es jusqu�� des capacit�s de 700 Mo. Les normes ne sont pas comme pour les DVD �parses mais uniformis�es : un CD-R correspond � un CDROM inscriptible, et un CD-RW � un CD-ROM r�inscriptible. DVD : Depuis 1997 est commercialis� un nouveau support optique, le DVD (Digital Versatile Disc), disque qui pr�sente le m�me aspect ext�rieur qu�un CD audio, mais dont la capacit� est multipli�e. Gr�ce � l�utilisation d�un laser de longueur d�onde plus courte, la gravure est en effet plus fine, la dimension des alv�oles �tant ainsi r�duite � 0,4 � et leur �cartement � 0,74 �. Les technologies de lecture CD-ROM : C'est une cellule photo�lectrique qui permet de capter le rayon r�fl�chi, gr�ce � un miroir semi-r�flechissant. Au passage sur le CD le rayon laser se r�fl�chit sur les diff�rentes alv�oles avec des variations du signal qui, gr�ce � la cellule photo �lectronique, permettent sa traduction en syst�me binaire. DVD-ROM : Les DVD existent en version "double couche" et sont constitu�s d'une couche transparente � base d'or et d'une couche r�flexive � base d'argent. La lecture des deux zones est possible gr�ce � des intensit�s variables du laser : avec une intensit� faible le rayon se r�fl�chit sur la surface dor�e � lorsqu'on augmente cette intensit� le rayon traverse la premi�re couche et se r�fl�chit sur la surface argent�e. Stocker toujours plus d�informations : ce d�fi est une des clefs de l�informatique. Or, des chercheurs du Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN, CNRS) et de l'Universit� de Cambridge viennent d�inventer une m�thode qui ouvre des possibilit�s de stockage cent fois sup�rieures aux possibilit�s actuelles. Son secret ? Abandonner la classique approche des grains magn�tiques et la remplacer par des couches de structures cristallines modifi�es. Le stockage magn�tique � ultra haute densit� s�obtient actuellement en utilisant une couche continue des grains ferromagn�tiques dont l��tat magn�tique sert de support � l�information stock�e. Il faut environ mille de ces minuscules aimants pour enregistrer une information. L�augmentation de la densit� de stockage passe donc par une diminution de la taille des grains. Malheureusement, les limites de cette approche sont presque atteintes. En effet, la taille minimale des bits contenant les grains magn�tiques se situe aux alentours de 100 nm. En de��, les perturbations thermiques sont trop fortes pour que les informations puissent �tre conserv�es de mani�re stable. Une solution est de graver une couche magn�tique pour former des �cases� isol�es. En collaboration avec des chercheurs de l�Universit� de Cambridge, l��quipe du Laboratoire de photonique et de nano structures (LPN) a donc cherch� une m�thode originale, non plus fond�e sur un support discret (des cases s�par�es) mais continu, des couches m�talliques tr�s sensibles au magn�tisme. L�id�e consiste � changer les propri�t�s magn�tiques du mat�riau utilis� en modifiant chimiquement son �tat de surface. Sur une base classique semiconductrice de GaAs (ars�niure de gallium), les chercheurs ont donc d�pos� une couche mince de nickel, d�un nanom�tre d��paisseur, dans certains endroits pr�d�finis par lithographie. Jusque-l� rien que de tr�s classique. L�originalit� arrive avec le d�p�t, sur l�ensemble du substrat, de multicouches de nickel, recouvertes de quelques dizaines de nanom�tres de multicouches de cuivre et de cobalt. Ce millefeuille nanoscopique est obtenu par �pitaxie par jets mol�culaires, une technique de d�p�t de mat�riau qui permet de r�aliser des couches tr�s minces avec une excellente qualit� de surface. Cette m�thode est d�ailleurs utilis�e pour fabriquer des diodes lasers et des structures quantiques.
