Technologie-Trends bei Festplatten & Co

Ausblick

Im Jahr 2000 lag die Flächendichte bei Festplatten im Labortest bei etwa 50 Gbit/in². Inzwischen ist bereits das Doppelte erreicht. Seagate meldete einen Speicherdichte-Rekord von 101 Gbit/in² für horizontale Aufzeichnung Ende 2001 und etwa 111 Gbit/in² für vertikale Aufzeichnung ein Jahr später. Die Spurdichte der horizontalen Aufzeichnung lag bei 149.000 Spuren je Zoll (tpi). Die Bitdichte von 800.000 bpi innerhalb der Spur wird als nächstes Ziel angesteuert. Bei dem genannten Rekord wurde mit einer Bitdichte von 680.000 bpi aufgezeichnet. Die Bits waren nur noch 4,6 Mal so breit wie lang. Sie hatten also nur noch eine BAR (Bit Aspect Ratio) von 4,6:1. Andere Firmen haben kurz vor und nach Seagate ebenfalls Speicherdichte-Rekorde in ähnlicher Größe gemeldet. Die Read-Rite Corp, ein Hersteller von Festplattenköpfen, meldete vor einem Jahr schon 130 Gbit/in² bei einer Kopfflughöhe von 15 nm und 610.000 bpi sowie 213.000 tpi.

Bei dem Zusammenspiel von Kopf und Scheibenoberfläche scheint nach Meinung der Experten ebenfalls eine sehr schnelle Weiterentwicklung möglich zu sein. Dazu gehören magnetische Oberflächen mit einer höheren Koerzivität. Damit gehen kleinere magnetische Zellen wie auch eine höhere Datendichte einher. Für kleinere Bitzellen ist wegen deren Stabilität ein magnetisch härteres Material erforderlich. Dieses erlaubt kein direktes Beschreiben mit den kleinen Köpfen. Hierbei kommt die HAMR-Technik (Heat Assisted Magnetic Recording) zum Einsatz.

Die Methode, selbst organisierte Nanopartikel für die Speicherung zu verwenden, scheint ebenfalls sehr zukunftsträchtig. Diese SOMA-Technik (Self Organizing Magnetic Array) kann bisher nicht gleichmäßig auf einer größeren Fläche erzeugt werden. Es gibt daher immer nur sehr kleine quadratische Flächen mit SOMA-Struktur. Deshalb ist schon beim Schreiben der Kopf so zu führen, dass er möglichst immer auf SOMA-Flächen trifft. Dies bereitet noch erhebliche Schwierigkeiten. An der Universität von Wisconsin, USA, ist es gelungen, einzelne Atome als Bitspeicher zu nutzen. Einschließlich der schützenden Atome um das Speicherbit sind 20 Atome für ein Datenbit erforderlich.

Das vorläufige Ende der magnetischen Aufzeichnung ist erreicht, wenn ein Bit sich als Information im Spin (Drehimpuls) eines Elektrons zuverlässig speichern lässt. Messtechnisch wurde diese Funktion, ebenso wie bei Atomen oder Molekülen, schon erfasst. Das wäre dann die letzte superparamagnetische Grenze, sofern die Wissenschaftler nicht auch noch Quarks für die magnetische Speicherung nutzen können. Für die nächsten zehn Jahre sollte aus heutiger Sicht die magnetische Speichertechnik nicht ernsthaft gefährdet sein.

Bis rein optische, holografische oder auch auf Fluoreszenz basierende Speichertechniken die klassische Festplatte ersetzen, gehen noch einige Jahre ins Land: Der Umstieg auf eine komplett neue Technologie ist zunächst sehr viel teurer als die Weiterentwicklung einer bestehenden. (mje/fkh)

Der Autor

Hermann Strass ist Berater für neue Technologien, insbesondere für Busarchitekturen, Massenspeicher und industrielle Netzwerke, Mitglied in nationalen und internationalen Normungsgremien sowie in der IEEE Computer Society und Technical Coordinator der VITA in Europa. Daneben ist er Autor von Büchern und Fachartikeln und organisiert Seminare.