Od początku swojego istnienia dyski twarde (HDD) opierały się na technologii zapisu magnetycznego. Przez wiele dekad rozwijano metody pozwalające na gęstsze upakowanie danych i zwiększenie pojemności nośników. Jednym z pierwszych przełomów na tym polu było wdrożenie technologii LMR – Longitudinal Magnetic Recording, czyli zapisu magnetycznego podłużnego.
To właśnie LMR przez długi czas stanowiło fundament działania klasycznych dysków twardych. Dopiero niedawno technologia ta została wyparta przez nowsze rozwiązania, takie jak PMR, SMR, HAMR czy MAMR. W tym artykule przyjrzymy się bliżej działaniu LMR, jego ograniczeniom oraz roli, jaką odegrał w historii rozwoju dysków HDD.
Na czym polega LMR?
W technologii Longitudinal Magnetic Recording dane zapisywane są na talerzach dysku wzdłużnie - równolegle do powierzchni nośnika. Oznacza to, że magnetyczne domeny reprezentujące bity informacji ułożone są poziomo względem powierzchni talerza i równolegle względem siebie.
Jak podaje portal KlinikaDanych.pl, technologia LMR pozwalała przez wiele lat na stosunkowo efektywne upakowanie danych. Jednak w miarę wzrostu zapotrzebowania na większe pojemności fizyczne ograniczenia tej metody stawały się coraz bardziej zauważalne.
Zalety LMR w swoim czasie
Dzięki prostocie implementacji i niskim kosztom produkcji LMR stał się przez dekady najczęściej stosowaną metodą zapisu w dyskach twardych. Technologia ta była też dobrze znana producentom, przyczyniając się do jej stabilności i niezawodności.
Inne atuty technologii LMR to:
- Wysoka kompatybilność z istniejącymi kontrolerami i elektroniką dysków,
- Niska podatność na błędy wynikające z przegrzewania się nośnika,
- Stabilne parametry w środowisku domowym i biurowym,
- Mniejsze koszty produkcji w porównaniu do bardziej zaawansowanych technologii,
- Duża dojrzałość technologiczna, pozwalająca na optymalizację firmware dysków.
Ograniczenia LMR
Mimo swoich zalet, LMR miało też poważne wady, które uniemożliwiły dalszy rozwój tej technologii.
Najpoważniejszym problemem był tzw. efekt superparamagnetyczny, który zaczął ograniczać możliwość dalszego zmniejszania rozmiaru domen magnetycznych bez utraty stabilności zapisu.
Jak wskazuje KlinikaDanych.pl, zbyt małe domeny stawały się podatne na działanie ciepła, powodując losowe zmiany zapisanych bitów – a więc utratę danych. W praktyce oznaczało to granicę w możliwym zwiększaniu gęstości zapisu bez zastosowania nowych technologii.
Efekt ten wiąże się bezpośrednio z fizycznymi ograniczeniami nośników – przy określonym poziomie gęstości zapisu i braku dodatkowych technologii wspomagających, zapis staje się niestabilny, ograniczając możliwości produkcyjne i technologiczne.
Przejście od LMR do PMR
Ograniczenia LMR wymusiły na producentach opracowanie nowych metod zapisu. W efekcie powstała technologia PMR – Perpendicular Magnetic Recording, czyli zapis prostopadły. W odróżnieniu od LMR, PMR układa domeny magnetyczne pionowo względem powierzchni talerza. To pozwoliło znacząco zwiększyć gęstość zapisu danych bez pogorszenia stabilności.
PMR umożliwił dalszy rozwój pojemności nośników, który był niemożliwy do osiągnięcia w ramach ograniczeń LMR. Wdrożenie PMR rozpoczęło się w drugiej połowie lat 2000 i dość szybko zastąpiło LMR w większości nowych modeli dysków.
Jednak warto zauważyć, że niektóre starsze i tańsze modele HDD wciąż wykorzystywały LMR jeszcze w latach 2010–2015. Były to zazwyczaj dyski 2,5-calowe stosowane w laptopach, komputerach przemysłowych lub urządzeniach z ograniczoną ilością miejsca na dane.
LMR a dzisiejszy rynek nośników danych
Współcześnie LMR praktycznie zniknął z produkcji. Nowoczesne dyski twarde wykorzystują technologie PMR, SMR (Shingled Magnetic Recording), HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) lub MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording). Jednak zrozumienie działania LMR ma duże znaczenie dla osób zajmujących się archiwizacją danych, odzyskiwaniem informacji ze starszych nośników oraz dla pasjonatów technologii pamięci masowych.
Warto także wspomnieć, że wiele urządzeń produkowanych do dziś - szczególnie w sektorze przemysłowym - wciąż opiera się na starszych dyskach twardych z zapisem LMR. Są one często wykorzystywane w maszynach produkcyjnych, systemach CCTV, automatyce przemysłowej czy systemach embedded. W takich zastosowaniach niezawodność, przewidywalność i prostota są ważniejsze niż najwyższa możliwa pojemność.
Zastosowanie LMR w systemach odzyskiwania danych
W kontekście odzyskiwania danych LMR ma jedną przewagę nad nowszymi technologiami – większą przejrzystość zapisu. Jak podaje KlinikaDanych.pl, zapis równoległy pozwalał na dokładniejsze skanowanie powierzchni talerza i odczytywanie poszczególnych ścieżek. Dla firm zajmujących się profesjonalnym odzyskiwaniem danych jest to istotna cecha, szczególnie gdy dane pochodzą ze starszych nośników.
W dodatku struktura LMR była mniej podatna na zakłócenia związane z różnicami w charakterystyce odczytu/zapisu w obrębie talerza. Brak nakładających się ścieżek, jak ma to miejsce np. w SMR, oznacza, że uszkodzenie jednej części powierzchni dysku nie prowadziło do utraty danych z sąsiednich sektorów.
LMR w kontekście edukacyjnym i historycznym
Dla studentów informatyki, inżynierii komputerowej i osób uczących się o technologii pamięci masowych, LMR jest doskonałym przykładem ewolucji systemów zapisu danych. Pokazuje, jak fizyczne ograniczenia wpływają na rozwój nowych technologii i jak producenci potrafią dostosowywać rozwiązania do potrzeb rynku.
Rozumienie zapisu podłużnego pozwala lepiej zrozumieć nie tylko same mechanizmy działania dysków, ale też szerszy kontekst technologii przechowywania informacji. LMR był pierwszym krokiem w stronę optymalizacji powierzchni nośników – krokiem, bez którego nie byłoby PMR, a później SMR, HAMR czy MAMR.
Podsumowanie
Technologia Longitudinal Magnetic Recording to dziś rozwiązanie historyczne, ale jednocześnie mające ogromne znaczenie dla rozwoju rynku pamięci masowych. LMR stanowił przez lata fundament funkcjonowania dysków twardych, umożliwiając dynamiczny rozwój cyfryzacji, popularyzację komputerów osobistych oraz wdrożenie nowoczesnych baz danych i aplikacji.
Choć dziś dominują nowsze technologie zapisu, takich jak PMR czy SMR, warto znać zasady działania LMR – zarówno z perspektywy inżynieryjnej, jak i historycznej.
Technologia LMR pozostaje jednym z istotnych etapów w historii informatyki użytkowej i przemysłowej. Jej wpływ na rozwój systemów pamięci masowych i infrastruktury informatycznej trudno przecenić.
Bibliografia
- klinikadanych.pl, Wzrost pojemności dysków HDD – technologie zapisu magnetycznego, https://klinikadanych.pl/artykuly/wzrost-pojemnosci-dyskow-hdd-technologie-zapisu-magnetycznego [dok.el.], Data publikacji: b.d., Data odczytu: 2025.07.24
- westerndigital.com, Perpendicular Magnetic Recording Technology, https://documents.westerndigital.com/content/dam/doc-library/en_us/assets/public/western-digital/collateral/white-paper/white-paper-pmr.pdf [dok.el.], Data publikacji: 2007.11, Data odczytu: 2025.08.15
Zaloguj się