Definition

Was ist Perpendicular Magnetic Recording (PMR)?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Dr. Jürgen Ehneß

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - Fotolia)

Perpendicular Magnetic Recording (PMR) ist ein Aufzeichnungsverfahren, das auf Magnetscheiben von Festplatten zum Einsatz kommt. Im Gegensatz zum Longitudinal Magnetic Recording (LMR) bestehen die Bits nicht aus parallel, sondern aus senkrecht zur Oberfläche der Magnetscheibe magnetisierten Bereichen.

Die Abkürzung PMR steht für „Perpendicular Magnetic Recording“. Es ist ein magnetisches Aufzeichnungsverfahren, das bei Festplatten zum Einsatz kommt und wesentlich höhere Speicherdichten ermöglicht als das Longitudinal Magnetic Recording (LMR). Beim PMR sind die einzelnen Datenbits senkrecht zur Oberfläche der sich drehenden Magnetscheibe magnetisiert und beanspruchen weniger Platz als parallel zur Oberfläche magnetisierte Bits. Dadurch lassen sich mehr Daten auf den Scheiben speichern. Die Datenbits sind in konzentrischen, streng voneinander getrennten Spuren angeordnet.

Erste Festplatten mit dieser Speichertechnik erschienen in den Jahren 2005 und 2006. Die Technik setzte sich schnell durch und war ab circa 2010 die Standardtechnik bei den meisten Festplatten. Um die Speicherdichte noch weiter zu erhöhen, kommen heute Weiterentwicklungen des PMR-Verfahrens wie das Shingled Magnetic Recording (SMR) zum Einsatz. Dieses nutzt ebenfalls das Prinzip der senkrecht zur Oberfläche magnetisierten Informationseinheiten, legt aber beim Schreiben sich überlappende, noch enger zusammen liegende Spuren an.

Technische Details des Perpendicular Magnetic Recordings und der Weiterentwicklung Shingled Magnetic Recording

Die magnetischen Momente mit ihren Nord- und Südpolen stehen beim Perpendicular Recording senkrecht zur Plattenoberfläche. Die Daten reichen dadurch weiter in die Tiefe als bei longitudinalen Schreibverfahren. Der magnetische Fluss muss beim Beschreiben so ausgerichtet sein, dass er tief genug in die Magnetschicht eindringt. Der Schreibkopf ist sehr schmal ausgeführt und erzeugt einen verstärkten magnetischen Fluss. Die maximale Datendichte beim Perpendicular Recording ist durch die minimale Größe des Schreibkopfes und die minimal realisierbaren Spurbreiten begrenzt.

Mittlerweile ist die machbare Grenze erreicht. Um die Speicherdichte weiter zu erhöhen, kommt mit dem Shingled Magnetic Recording eine Weiterentwicklung von PMR zum Einsatz. Sie erzeugt überlappende Spuren, die mit den gegenüber den Schreibköpfen kleineren Leseköpfen noch immer zuverlässig lesbar sind. Allerdings bedingt SMR, dass beim Schreiben auch die benachbarten Spuren neu beschrieben werden müssen. Damit sich dies nach einem einmaligen Schreibvorgang nicht auf alle Spuren der Festplatte ausweitet, sind die Platten in Bänder mit einer begrenzten Anzahl von Spuren unterteilt.

Zudem besitzen die Platten Cache-Bereiche zur Zwischenspeicherung von Daten. In Ruhephasen lassen sich die zwischengespeicherten Daten auf die eigentlichen Spuren übertragen. Dies hat zur Folge, dass die Schreibleistung der SMR-Festplatten im Vergleich zu herkömmlichen PMR-Festplatten sinkt.

Vor- und Nachteile des Perpendicular Magnetic Recordings

Die Vorteile des Perpendicular Magnetic Recordings sind:

  • eine höhere Datendichte im Vergleich zum Longitudinal Magnetic Recording,
  • höhere Schreib-Lese-Geschwindigkeiten durch die höhere Datendichte.

Nachteile des Perpendicular Magnetic Recordings sind:

  • die Grenze der minimalen Spurbreite und Lesekopfgröße ist erreicht,
  • höherer technischer Aufwand durch sehr kurze Abstände zwischen Schreib-Lese-Kopf und Oberfläche der Magnetscheibe.

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