Speichertrends und -konzepte, Teil 1

Platz da für neue Speichertechnologien

| Autor / Redakteur: Stefan Riedl / Rainer Graefen

(Bild: Cake78_Fotolia.com)

Der weltweite Speicherbedarf wächst massiv. Abhilfe können nur größere und schnellere Massenspeicher bringen. Auch in der Cloud ist jede Menge Platz für Daten, wobei die Skepsis hier mitunter groß ist.

Lange Zeit war es still an der Speicherfront: SSDs wurden zwar immer wieder etwas größer und günstige0r, aber große Technologiesprünge fanden nicht statt. Ähnlich bei den mechanischen Festplatten, deren Kapazitätswachstum seit dem Durchbrechen der Terabyte-Grenze immer langsamer vonstatten ging. Dann brachte HGST mit der Helium-Technik etwas Bewegung in die Sache.

10-TByte-Platten dank SMR

Mit der 10-Terabyte-HDD – einer 3,5-Zoll-Platte – beschritt HGST neue Wege. Die Archivierungsplatte verwendet mit Shingled Magnetic Recording (SMR) ein neues Aufzeichnungsverfahren, das uns wahrscheinlich in naher Zukunft auch 15 TByte Kapazität auf einem Laufwerk bescheren wird. Bei SMR wird der Abstand zwischen den auf den Platten konzentrisch angeordneten Datenspuren so weit verkleinert, dass sie sich wie Dachschindeln – englisch „shingle“ – teilweise überdecken. So bekommt man mehr Spuren auf der Magnetscheibe unter. Das erhöht die Kapazität.

Da das Leseelement bei heute üblichen Schreib-Lese-Köpfen kleiner als das Schreibelement ist, können die sich überlappenden Spuren trotzdem noch gelesen werden. Denn interessant ist nur der schmale Teil der Spur, auf dem die Daten liegen.

Problematisch wird es aber beim Schreiben. Denn hier wird durch das größere Schreibelement auch ein Teil der nebenliegenden Spur überschrieben. Die auf ihr liegenden Daten würden zerstört.

Um das zu verhindern, werden bei SMR-Platten die Daten in sogenannten Bändern organisiert. Ein Band besteht aus mehreren, sich überlappenden Spuren. Die Bänder selbst überlappen sich nicht. Beim Schreiben von Daten werden immer komplette Bänder überschrieben. Die Schreibperformance sinkt dadurch natürlich drastisch.

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Daher sollen ähnliche Verfahren wie bei SSDs, wo ja auch blockweise geschrieben wird, den Effekt mindern. Die kommende 10-Terabyte-SMR-Platte von HGST ist zusätzlich noch mit Helium gefüllt. Das erlaubt mehr Magnetplatten im Gehäuse als bei herkömmlichen HDDs mit Luft im Gehäuse.

Was kommt danach?

Der nächste Schritt nach SMR ist Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) mit einem Laser im Schreibkopf der Festplatte. Mit HAMR soll auch bei HDDs mit hoher Kapazität eine hohe Schreibperformance möglich sein. Allerdings kann es bis zur Serienreife noch dauern. Denn die HAMR-Technik hat noch Probleme.

Eines davon ist das Abführen der Wärme des Lasers, ein anderes das Verdampfen des notwendigen Schmiermittels auf der Plattenoberfläche. Seagate will das mittels Nanokohlenstoffröhrchen lösen, die als Schmiermittelreservoir dienen.

Einen noch größeren Schub in der Plattenkapazität verspricht Bit Patterned Media (BPM) mit extrem kleinen magnetischen Inseln aus Nanopartikeln für das Speichern von Daten. Laut Brendan Collins, Vice President für Produktmarketing bei HGST, hat man dort den 10-Nanometer-Meilenstein erreicht, der die Datendichte heutiger Festplatten verdoppeln wird. Vor 2020 dürften aber keine BPM-Platten serienreif sein.

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