Workshop – Die harte Zukunft der Festplatte

Welcher Harddisk-Hersteller nimmt das paramagnetische Limit zuerst?

10.12.2010 | Redakteur: Rainer Graefen

Die Fläche der Blase und ihre Lage im Koordinatensystem geben Auskunft über die Entwicklungsreife und ihre Bedeutsamkeit für Kapazitätsgewinne.
Die Fläche der Blase und ihre Lage im Koordinatensystem geben Auskunft über die Entwicklungsreife und ihre Bedeutsamkeit für Kapazitätsgewinne.

In einer Präsentation zu Technologie-Trends bei Festplatten, hat Samsung allerdings sehr schön zusammen gefasst, woran die Hersteller vordringlich arbeiten. Die Größe der Ellipsen und ihre Lage zeigen das Potential, dass man der jeweiligen Technologie zumisst.

Samsung zum Beispiel nennt offiziell sechs konkurrierende große Technologiebereiche, die ihren Teil dazu beitragen sollen, dass sich bis 2015 auf einer Festplatte 16 Terabyte speichern lassen.

An vorderster Stelle der „New Generation Recording Technology“ stehen:

  • Shingled Write
  • TAMR/HAMR, das Thermal oder Heat Assisted Magnetic Recording
  • DTR, Discrete Track Recording
  • MAMR, Microwave Assisted Recording
  • BPM, Bit Patterned Media
  • TDMR, Two Dimensional Magnetic Recording

Mit welcher Technologie man die Herausforderung nach mehr Kapazität bewältigen will, ist derzeit so ungewiß wie seit langem nicht mehr. Klar ist, dass das gespeicherte Bit mit weniger Magnetpartikel auskommen muss. Aber dieses Ziel hat so seine Tücken.

Abb. 2: Weniger Grains pro Bit würden voraussichtlich eine Flächendichte zwischen minimal ein bis maximal zehn Terabit pro Quadratzoll ermöglichen.
Abb. 2: Weniger Grains pro Bit würden voraussichtlich eine Flächendichte zwischen minimal ein bis maximal zehn Terabit pro Quadratzoll ermöglichen.

Abb. 2: Weniger Grains pro Bit würden voraussichtlich eine Flächendichte zwischen minimal ein bis maximal zehn Terabit pro Quadratzoll ermöglichen.

Praktisch wurde die Speicherkapazität lange Zeit in die Höhe getrieben, indem man die Magnetfläche, die ein Bit benötigt, verkleinert. Das hat sich mit der Einführung von Perpendicular Magnetic Recording zu einer Volumenbetrachtung geändert. Dabei wird in die Tiefe der Magnetschicht hinein eine Gruppe von Magnetkörnern (Grains) polarisiert.

In Zukunft dreht es sich hauptsächlich darum wie man die Anzahl von Grains pro Bit weiter reduziert. Das ist beim verwendeten weichmagnetischen Material inzwischen eine hohe Kunst geworden, da Streufelder beim Schreiben wie auch größere Temperaturen zu vermeiden sind.

Bei Samsung spricht man von einem Trilemma, das gelöst werden müsste: Weniger Körner pro Bit, thermische Stabilität und einfache Polaritätsänderung. Das passiert jedoch nicht unter statischen Bedingungen, sondern bei Drehgeschwindigkeiten von bis zu 7.200 Rotationen pro Minute.

In Abb. 2 links unten ist die Verkleinerung der Bit-Fläche ausgeführt. Werden jetzt noch cira 20 Magnetkörner für die Bitspeicherung benötigt, sind mit dem Einsatz von Thermal Assisted Magnetic Recording (TAMR) nur noch 11 Grains erforderlich. Schon damit hätte man eine Kapazitätsverdopplung ereicht.

Geld wird nur vorne verdient

Basis aller Fortschritte und des absehbaren Stillstands des Verdichtung bleibt jedoch vorerst Perpendicular Magnetic Recording (PMR), die Aufzeichnungstechnik, mit der seit fast fünf Jahren die rasante Erhöhung der Speicherdichte bestritten wird. Mit aktuell 550 GBit/inch² hat sich die HD-Industrie inzwischen jedoch schon wieder in die oberen Grenzbereiche des Machbaren vorgearbeitet.

Das Preis-/Leistungsverhältnis ist bei PMR insofern nicht länger effektiv. Es ist viel Forschungsarbeit zu investieren, um noch die letzten Reserven zu aktivieren. So kämpft sich die Industrie gerade durch eine Vielzahl physikalischer Phänomene, die dem Bezwinger einen wahrscheinlich nur kurzzeitigen technischen Vorsprung ermöglichen.

Den Mangel an Kapazitätsgewinnn überdecken die Harddisk-Hersteller gegenwärtig damit, dass sie eine Zusatzfunktion nach der anderen in die Festplatten integrieren. Die Energiesparfunktion von Disks wurde so mit langsameren Zugriffszeiten erkauft, und die Integration von Flash-Speicher in die Festplatte beschleunigt wiederum den Zugriff auf Kosten des Energieverbrauchs. Ähnliches gilt für die Verschlüsselungsfunktion. Die Industrie dreht sich wie die Festplatte im Kreis.

Abb. 3: Brückentechnologie Shingled Magnetic Recording
Abb. 3: Brückentechnologie Shingled Magnetic Recording

Abb. 3: Brückentechnologie Shingled Magnetic Recording

Gegenüber den Absichtserklärungen im Frühjahr dieses Jahres, die noch TAMR favorisierten, rückt aktuell Shingled Magnetic Recording (SMR) auf der Agenda nach oben. Auf diese Idee sind die Kopfhersteller gekommen, die einer weiteren Miniaturisierung nicht mehr nachkommen können. Die offizielle Benennung als Brückentechnologie zeigt allerdings welcher Status dieser Technik zugesprochen wird. Man will mit ihr die Zeit überbrücken, die notwendig ist, um das paramagnetische Limit zu überwinden.

SMR soll das technologische Loch zwischen PMR und TAMR überbrücken. So wie es ausschaut, braucht man für die Realisierung einer funktionsfähigen temperaturunterstützten Datenspeicherung noch zwei bis drei Jahre.

Das Shingled Magnetic Recording ist das Zurückrudern beim Kopfdesign. Anders ausgedrückt: Der wünschenswerten Verdichtung beim Schreiben können die Designer durch immer kleiner werdende Köpfe nicht mehr nachkommen und konstruieren deswegen wieder größere Schreibköpfe.

Auf der nächsten Seite lesen Sie, dass harte Magnete kleinere Bitzellen ermöglichen.

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Was meinen Sie zu diesem Thema?

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 2046495 / Festplatte)