Les périphériques dédiés au stockage d'information étendent la mémoire de masse de l'ordinateur.

Sur les périphériques de stockage, les informations sont groupées logiquement en fichiers et physiquement en groupes ou secteurs (l'appellation varie avec le périphérique). Le système d'exploitation effectue ce changement de représentation.

Les principes fondamentaux

Les disques durs, bandes magnétiques et disques optiques sont aujourd'hui les principaux supports utilisés dans les ordinateurs pour stocker des quantités considérables de données. La recherche dans le domaine des sciences des matériaux et en particulier dans celui des couches minces et multicouches magnétiques a pris une ampleur considérable grâce à l'enjeu économique de l'enregistrement magnétique et magnéto-optique.

Les performances de ces périphériques de stockage dépendent du dispositif d'enregistrement et de lecture. Dans ces périphériques, les bits sont des entités magnétiques qui correspondent à de petits éléments de surface d'un disque dont l'aimantation peut prendre deux orientations opposées. Un paramètre important qui caractérise les performances d'une mémoire est d'une part la surface du bit qui va déterminer la capacité de stockage et d'autre part le temps d'accès nécessaire à la lecture ou à l'écriture d'une information sur le support.

Les disques durs magnétiques représentent aujourd'hui près des deux tiers de l'ensemble du marché des périphériques de stockage. Il s'agit de périphériques de stockage non amovibles dont le temps d'accès est de l'ordre de quelques millisecondes. La surface occupée par un bit (un domaine magnétique d'aimantation planaire) a été réduite d'un facteur 100 000 en trente années de recherches et d'innovations. Un tel progrès s'est répercuté sur la capacité de stockage, le temps d'accès, l'encombrement ou le coût des systèmes, comme on le verra dans l'article sur les disques durs.

Structure des têtes magnéto-résistives géantes des disques durs modernes

A l'heure actuelle, la course à la miniaturisation n'est pas terminée. Néanmoins, des problèmes majeurs subsistent, posés en particulier par les fluctuations magnétiques que l'on mesure entre deux bits d'aimantation opposée. Elles donnent lieu à un bruit magnétique qui est aujourd'hui l'une des principales limitations des disques durs. Ce bruit de transition a pour origine le couplage d'échange entre les grains magnétiques qui composent les couches magnétiques. Une solution consiste à isoler les grains les uns des autres en utilisant des alliages de CoPtCr dans lesquels le chrome entoure spontanément les grains et forme une barrière. Toutefois, les interactions dipolaires entre grains magnétiques restent présentes à des distances de l'ordre de la dizaine de nanomètre et engendrent aussi un bruit magnétique non négligeable. Aussi, on ne peut espérer atteindre des densités de stockage (ou "densités surfaciques") supérieures à 40 Gbits/in2, densité au-delà de laquelle l'information ne pourra plus être stockée de manière fiable. Afin d'anticiper la demande croissante en matière de stockage, plusieurs solutions ont été envisagées qui peuvent prendre la forme de stockage magnéto-optique.