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Alternative zu Heat Assisted Magnetic Recording soll Speicherdichte verdreifachen Sandwich-Technik Graded Media erhöht Speicherkapazität von Festplatten

| Redakteur: Nico Litzel

Mehr Daten auf eine Festplatte, heißt die Devise in den Entwicklungsabteilungen der Disk-Hersteller. Das geht beispielsweise indem man die Festplatte in voller Fahrt, so bei etwa 160 Stundenkilometern, punktuell erhitzt und diesen Spot dann magnetisiert. Es geht aber auch einfacher. Storage-Insider.de sprach mit Dr. Dieter Süss von der Technischen Universität Wien.

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Im Schnitt verdoppelt sich die Speicherkapazität von Festplatten alle 20 Monate. Um die Speicherdichte zu erhöhen, müssen die magnetischen Bereiche, in denen die Informationen gespeichert werden, immer stärker miniaturisiert werden. Ab einem gewissen Punkt können diese Bereiche, die auch magnetische Körner genannt werden, allerdings nicht mehr verkleinert werden, da sie thermisch instabil werden, sich Informationen also nicht mehr dauerhaft speichern lassen, da das sogenannte superparamagnetische Limit erreicht ist. Mit dieser Herausforderung kämpfen alle Disk-Hersteller.

Die Festplattenhersteller versuchen dieses Problem zu lösen, in dem sie neue Materialien verwenden, die selbst bei größeren Temperaturschwankungen magnetisch extrem stabil sind. Dadurch ergeben sich allerdings neue Probleme, denn diese Legierungen, beispielsweise Eisenplatin, sind so stabil, dass sie sich nur durch große magnetische Feldstärken beschreiben lassen. Die Speicherdichte würde dadurch jedoch dramatisch sinken.

Destabilisieren durch Erhitzen

Seit mehreren Jahren forscht die Branche daher an Heat Assisted Recording, bei dem die magnetischen Körner vor dem Schreiben durch einen Laser erhitzt werden, wodurch sie temporär destabilisiert werden und sich so leichter ummagnetisieren lassen. Dieser Ansatz ist allerdings technisch sehr anspruchsvoll und weit von einer Marktreife entfernt.

Dr. Dieter Süss vom Institut für Festkörperphysik an der TU Wien hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich die heutige Speicherdichte von Festplatten, die derzeit bei 330 Gigabit pro Quadratzoll liegt, ohne größere Kosten und mit geringem technischen Aufwand verdreifachen lässt. Durch die Kombination von magnetisch stabilen und instabilen Legierungen kann das für eine Umpolung benötigte Schreibfeld um den Faktor fünf reduziert werden.

Alternative Sandwich

Die alternative Methode zur Lasererhitzung arbeitet mit einer Sandwich-Technik. Dabei wird auf einer magnetisch stabilen Schicht eine zweite, magnetisch instabile (beispielsweise Cobalt-Chrom) aufgebracht. Süss: „Das Erstaunliche ist, dass wir zeigen konnten, dass die instabile Schicht, die zusätzlich aufgebracht wird, die Stabilität der unteren stabilen Schicht nicht reduziert und auch nicht thermisch beeinflusst.“ Das Verfahren hat Süss zwischenzeitlich weiter verfeinert. „Mittlerweile haben wir die Anzahl der Schichten von zwei auf graduelle Schichtsysteme erhöht. Man beginnt mit einer stabilen Schicht unten und bringt darauf immer instabilere Schichten auf. Das Erstaunliche ist, dass das benötigte Schreibfeld mit der Anzahl der Schichten immer mehr abnimmt. Wie bei dem Zweischichtsystem wird die Stabilität jedoch lediglich durch die unterste stabile Schicht definiert“, erklärt Süss.

Das Graded-Media-Verfahren, von dem man sich Speicherdichten von über einem Terabit pro Quadratzoll erhofft, wurde vor kurzem vom Festplattenhersteller Western Digital aufgegriffen.

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