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.

Auf die Kernmagnetisierung kommt es an

Das klingt widersinnig. Grundlage des Redesigns ist die notwendige Koerzitivkraft, die den „Grain-Cluster“ umformatieren kann, der aber nicht kleiner werden darf, damit er auch bei der Einwirkung eines Streufeldes stabil bleibt und seine Polarität nicht verliert.

Die kleinere Aufzeichnungsfläche erreicht man schlußendlich dadurch, dass sich die einzelnen Schreibflächen wie bei einem Schindeldach überlappen. Die Grafik deutet dies an.

Was auf den ersten Blick als toller Trick erscheint, hat aber seine Tücken, wenn man nicht mehr nur freie Flächen beschreibt, sondern ältere Daten überschreiben muss. Die SMR-Techik könnte dazu führen, dass man die Daten wie bei der SSD-Technik zwischenspeichern muss, bevor überschrieben wird.

Materialwechsel: Mit Laser und Mikrowelle

Abb. 4: Mit Laser oder Mikrowelle sollen die Hartmagnete weich gekocht werden.
Abb. 4: Mit Laser oder Mikrowelle sollen die Hartmagnete weich gekocht werden.

Abb. 4: Mit Mikrowellen sollen die Hartmagnete weich gekocht werden.

Als größter Hoffnungsträger gilt je nach Hersteller TAMR oder HAMR. Bei dieser Technologie erhitzt ein Laser das hartmagnetische Material, gleichzeitig wirkt ein Magnetfeld und erzeugt das Datum.

Der Wechsel vom weich- auf das hartmagnetische Material bringt neue Freiheitsgrade für die Steigerung der Kapazität. Wie aber schon oben erwähnt, lauten die hoffnungsfrohen Bescheide der Industrie, dass wir nur noch zwei bis drei Jahre von der Umsetzung entfernt sind.

Durch das höhere Beharrungsvermögen der Hartmagnete kann die Speicherfläche verkleinert werden. Streufelder bleiben wirkungslos. Mit der TAMR-Technik ist der Weg frei zu Speicherkapazitäten bis zehn Terabit pro Quadratzoll.

Grob gerechnet könnte man dann die zwanzigfache Kapazität auf einer Disk mit drei Platters unterbringen. Eine Festplatten würde dann 40 bis 50 Terabyte speichern.

Drei in weiter Ferne

Abb. 4: Mit diskreter Spuraufzeichnung sollen die Übersprecheffekte des Magnetfeldes reduziert werden.
Abb. 4: Mit diskreter Spuraufzeichnung sollen die Übersprecheffekte des Magnetfeldes reduziert werden.

Abb. 5: Mit diskreter Spuraufzeichnung sollen die Übersprecheffekte des Magnetfeldes reduziert werden.

Über drei weitere Technologien wird zwar schon geredet, aber sie sind nicht vor fünf bis zehn Jahren spruchreif. Es geht zum einen um die Verhinderung von Übersprecheffekten beim Schreiben. Da heute schon etwa tausend Spuren auf die Schmalseite eines Stücks Papier passen, müsste die Spurtrennung schon im Nanobereich stattfinden.

In ähnlichen Dimensionen dürfte wohl auch die Strukturierung von Bitzellen liegen. Hier geht es um eine korrekte Ausrichtung der Magnetpartikel. Alle sollen mit Nord- und Südpol in dieselbe Richtung zeigen, so dass mit weniger Grains dasselbe Magnetfeld erzeugt wird, wie mit einer größeren Anzahl unstrukturierte Grains.

Abb. 6: Bit Patterned Magnetic Recording (BPMR)
Abb. 6: Bit Patterned Magnetic Recording (BPMR)

Abb. 6: Bit Patterned Magnetic Recording (BPMR)

Beim Bit Patterned Magnetic Recording stellen sich die Entwickler die Frage, ob man die konventionellen Methoden so verfeinern kann, dass sich mit geringerem Aufwand die Flächendichte erhöhen lässt.

Als dritte in weiter Ferne erwartbare HD-Speichertechnik wird Two Dimensional Magnetic Recording gehandelt. Es könnte sein, dass sich hinter diesem Begriff die Speicherung von Daten auf zwei Ebenen verbirgt.

Fazit

Eine zwei Terabyte Festplatte mit zwei Festplatten wäre vielleicht sogar machbar, wenn man mit einer geringeren Drehzahl arbeiten würde. Damit wäre sie aber technologisch nicht konkurrenzfähig.

Eine zwei Terabyte Festplatte mit zwei Speicherplatten, die ohne technische Tricks arbeitet, dürfte für die nächsten zwei, drei Jahre ein unbezahlbarer Wunschtraum bleiben. Erst wenn die HD-Hersteller mit Hartmagneten und punktueller Erwärmung für das Datenbit umgehen können, dann werden die Rekorde wieder purzeln.

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