Grundlagen: Festplattentechnik

Das Plattenmaterial

Die Scheiben mit der magnetischen Oberfläche bestehen auch heutzutage noch aus Aluminium. Stabilere Materialien wie beispielsweise Glas oder Keramik konnten sich im Massenmarkt noch nicht durchsetzen, weil sie zu teuer sind und ungelöste technische Probleme bereiten. Scheiben aus Glas wurden zunächst hauptsächlich für kleine Platten in mobilen Systemen eingesetzt. In den kommenden Jahren soll allerdings der Übergang von Aluminium auf Glas und Glaskeramik erfolgen.

Oberflächlich: Rechts die Rauheit herkömmlich hergestellter Plattern. Mit Glaskeramik-Substraten (links) sind deutlich glattere Oberflächen möglich. (Quelle: Fujitsu)
Oberflächlich: Rechts die Rauheit herkömmlich hergestellter Plattern. Mit Glaskeramik-Substraten (links) sind deutlich glattere Oberflächen möglich. (Quelle: Fujitsu)

Die Aluminiumscheiben sind so dünn (etwa 1 Millimeter), dass bei hohen Drehzahlen durch die Fliehkräfte eine Materialwanderung und damit eine geometrische Verzerrung entstehen kann. Bei schnell drehenden Festplatten ist daher der Scheibendurchmesser meist kleiner als der dem Gehäuse entsprechende Formfaktor, um Verformungen durch die Fliehkraft zu vermeiden. So weisen die Scheiben der mit 15.000 Touren drehenden Seagate Cheetah X15 lediglich einen Durchmesser von 2,5 Zoll auf, befinden sich aber in einem Gehäuse im 3,5-Zoll-Formfaktor.

Dies hat nicht nur Kapazitätseinbußen zur Folge. Auch die maximalen Datenraten in den Außenbereichen sind geringer als bei einer Platte mit größerem Durchmesser. Hier müssen die Hersteller abwiegen, ob eine erhöhte Drehzahl dennoch höhere Datenraten bietet. Zumindest sinkt durch die hohe Drehzahl die Zugriffszeit. Sie verkürzt die so genannte Latency, also die Zeit, die im Mittel für eine halbe Umdrehung erforderlich ist.

Bei Aluminiumscheiben befindet sich die Magnetschicht von etwa 15 nm Dicke direkt auf dem Aluminium. Kommen Glasscheiben zum Einsatz, ist noch eine Zwischenschicht erforderlich. Über der Magnetschicht liegt ein Überzug (zirka 2 bis 5 nm) sowie eine Gleitschicht (0,5 bis 1,5 nm). Die Oberflächenrauheit sollte dabei nicht mehr als 0,2 bis 0,3 nm betragen. Bei heutigen Festplatten liegt diese noch etwa doppelt so hoch.