Technologie zum Schreiben von Daten auf HDDs Was ist Energy-Assisted PMR (ePMR)?

Energy-Assisted Perpendicular Magnetic Recording (ePMR) ist eine Technologie zum Schreiben von Daten auf HDDs. Sie wurde maßgeblich von Western Digital entwickelt und ist eine Implementierungsform der energieunterstützten magnetischen Aufzeichnung. Ein elektrischer Strom erzeugt eine Hilfsenergie, die den Jitter reduziert und den Schreibvorgang optimiert. Mit ePMR lassen sich hohe Bitdichten und Festplatten mit großer Speicherkapazität realisieren.

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ePMR ist das Akronym für „Energy-Assisted Perpendicular Magnetic Recording“. Es handelt sich um eine Technologie zum Schreiben von Daten auf Festplatten (HDDs), die maßgeblich von Western Digital entwickelt wurde. Energy-Assisted PMR ist eine Implementierungsform der energieunterstützten magnetischen Aufzeichnung. Als unterstützende Energie wird elektrischer Strom verwendet. Andere EAMR-Technologien (Energy-Assisted Magnetic Recording) nutzen beispielsweise Hitze, Laser oder Mikrowellen.

Der zusätzlich fließende elektrische Strom erzeugt ein Magnetfeld, das die vom Schreibkopf selbst aufzubringende magnetische Feldstärke und die Störeinflüsse beim Schreiben durch Jitter reduziert. Mit ePMR lassen sich Daten mit hoher Bitdichte auf die Festplatte schreiben. Festplatten mit Speicherkapazitäten von 18 bis 20 Terabyte werden realisierbar.

Grundsätzliche Problematik bei der Realisierung hoher HDD-Speicherdichten

Um Festplatten mit hoher Speicherkapazität zu realisieren, müssen Daten mit einer hohen Bitdichte auf die magnetisierbaren, sich drehenden Scheiben geschrieben werden. Der Schreibkopf muss eine Mindestenergie aufbringen, um die Bitinformationen dauerhaft und stabil auf die Magnetscheiben zu schreiben. Hohe Bitdichten erfordern aber sehr kleine magnetisierte Einzelbereiche und dafür geeignete Schreibköpfe. Je kleiner die Schreibköpfe und die zu magnetisierenden Bereiche sind, desto schwieriger ist es, die erforderliche magnetische Mindestfeldstärke und Mindestenergie aufzubringen.

Da beim Perpendicular Magnetic Recording (PMR) der Punkt als erreicht gilt, bei dem sich die Bitdichte durch eine weitere Verkleinerung der zu magnetisierenden Bereiche noch steigern lässt, kommen für höhere Bitdichten sogenannte EAMR-Technologien (Energy-Assisted Magnetic Recording) zum Einsatz. Diese Technologien verwenden eine mit Strom, Hitze, Mikrowellen oder Laser erzeugte Hilfsenergie für die magnetische Aufzeichnung. Diese Verfahren werden beispielsweise als „Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR)“, „Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR)“ oder als „Energy-Assisted Perpendicular Magnetic Recording (ePMR)“ bezeichnet.

Funktionsweise des Energy-Assisted Perpendicular Magnetic Recordings

Während des Schreibvorgangs fließt am Schreibkopf ein zusätzlicher elektrischer Strom. Diese Hilfsenergie erzeugt ein Magnetfeld, das den Schreibvorgang unterstützt, indem es für eine bevorzugte magnetische Kipprichtung der Bits sorgt. Die Hilfsenergie verringert den Jitter und optimiert den Schreibvorgang. Störeffekte werden reduziert, und Bits lassen sich mit geringerem Abstand auf die rotierenden Magnetscheiben schreiben.

Western Digital setzt in ePMR-Festplatten zudem sogenannte Triple-Stage-Aktuatoren ein. Der mechanische Arm der Schreib-/Leseköpfe besitzt drei verschiedene Drehpunkte und erlaubt eine sehr exakte und fein abstimmbare Positionierung.

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