Aufzeichnungsverfahren bei HDDs Was ist Conventional Magnetic Recording (CMR)?

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FAST LTA GmbH

Conventional Magnetic Recording ist ein Verfahren zur Aufzeichnung von Daten auf magnetischen Speichermedien wie Festplatten. Die Datenbits werden bei diesem Verfahren senkrecht zur Oberfläche der Magnetscheibe magnetisiert. Im Vergleich zum älteren Verfahren Longitudinal Magnetic Recording (LMR) lassen sich mit CMR wesentlich höhere Speicherdichten und Lese-/Schreibgeschwindigkeiten erreichen.

CMR ist das Akronym für Conventional Magnetic Recording. Es wird auch als Perpendicular Magnetic Recording, abgekürzt PMR, bezeichnet.

Das CMR-Verfahren kommt beim Aufzeichnen von Daten auf magnetischen Speichermedien wie Festplatten zum Einsatz. Bei diesem Aufzeichnungsverfahren werden die Datenbits senkrecht zur Oberfläche der Magnetscheibe magnetisiert. Im Vergleich zu einer longitudinalen Aufzeichnung mit paralleler Ausrichtung der Datenbits zur Platter-Oberfläche sind die erzielbaren Speicherdichten und Lese-/Schreibgeschwindigkeiten bei diesem Verfahren wesentlich höher.

Die Datenbits sind in konzentrisch nebeneinander liegenden, sich nicht überlappenden Datenspuren angeordnet. Da die Daten im Vergleich zum longitudinalen Aufzeichnungsverfahren weiter in die Tiefe der Magnetscheiben reichen, ist ein entsprechend starker und fokussierter magnetischer Fluss zum Schreiben von Bits notwendig. Der verstärkte magnetische Fluss wird durch einen schmal ausgeführten Hauptpol des Schreibkopfs erreicht.

Festplatten mit Conventional Magnetic Recording waren ab circa 2005/2006 verfügbar. Das Aufzeichnungsverfahren entwickelte sich schnell zum Standardverfahren für Festplatten. Um noch höhere Speicherdichten zu erzielen, wurden Verfahren wie das Shingled Magnetic Recording (SMR) entwickelt.

Abgrenzung der Begriffe Conventional Magnetic Recording, Longitudinal Magnetic Recording und Shingled Magnetic Recording

Lange Zeit kam bei Festplatten das sogenannte Longitudinal Magnetic Recording (LMR) zum Einsatz. Die Bits sind bei diesem Verfahren in Längsrichtung, parallel zur Oberfläche der Magnetscheibe, magnetisiert. Die Speicherdichte dieser klassischen Art der Datenspeicherung auf Festplatten ist im Vergleich zum Perpendicular Magnetic Recording wesentlich geringer.

Beim Shingled Magnetic Recording überlappen sich die konzentrischen Datenspuren auf den Magnetscheiben. Das Verfahren ist eine Weiterentwicklung des PMR-Verfahrens. Die einzelnen Datenbits sind auf den sich überlappenden Datenspuren senkrecht zur Plattenoberfläche magnetisiert. Die enger zusammenliegenden Datenspuren erlauben größere Speicherdichten. Da beim Schreiben aber auch überlappende Spuren zum Teil neu geschrieben werden müssen und ein Cache für das Zwischenspeichern von Daten auf den äußeren Spuren notwendig ist, sind die erzielbaren Datenraten beim Schreiben niedriger als beim reinen Perpendicular Magnetic Recording (Conventional Magnetic Recording) ohne Überlappungen.

Da beim Shingled Magnetic Recording hinsichtlich der Ausrichtung der Datenbits PMR zum Einsatz kommt, verwendet man zur besseren Abgrenzung der verschiedenen Begriffe bei Festplatten mit reinem Perpendicular Magnetic Recording ohne Überlappung in der Regel den Begriff Conventional Magnetic Recording. Beide Technologien, sowohl SMR als auch CMR, haben ihre Daseinsberechtigung. Für Festplatten mit möglichst hoher Speicherkapazität bei niedrigen Kosten ist SMR eine passende Lösung. Sind hohe Übertragungsraten bei häufig wiederkehrenden Schreibvorgängen gefragt, ist CMR eine besser geeignete Technologie.

Vor- und Nachteile von Conventional Magnetic Recording

Vorteile von CMR sind:

• im Vergleich zum LMR deutlich höhere Speicherdichte,

• höhere Schreib-/Lesegeschwindigkeiten als LMR oder SMR.

Als Nachteile von CMR lassen sich aufführen:

• teurer als SMR-Festplatten,

• hoher technischer Aufwand durch die Miniaturisierung des Schreib-/Lesekopfs und den geringen Abstand zur Magnetscheibenoberfläche,

• die technisch machbare Grenze der minimalen Spurbreite ist bereits erreicht.

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