Technologie-Trends bei Festplatten & Co

Wo liegt die superparamagnetische Grenze?

Einer der Gründe für das Ende der magnetischen Aufzeichnung liegt im so genannten superparamagnetischen Limit, der oberen Grenze der möglichen Aufzeichnungsdichte. Thermische Instabilität gilt als Ursache für die superparamagnetische Grenze.

Die Speicherzellen auf der Magnetscheibenoberfläche bestehen aus vielen tausend elementaren Einzelmagneten. Diese werden beim Schreiben in eine bestimmte Richtung gezwungen (unterschiedlich für NULL oder EINS). Durch thermische Anregung kippen gelegentlich eines oder mehrere dieser magnetischen Partikel in die andere Richtung. Über einen längeren Zeitraum kann dadurch die gesamte Zelle unmagnetisch werden, wenn alle magnetischen Domänen in verschiedene Richtungen orientiert sind. Als Zeitraum für den Datenerhalt gibt man zehn Jahre an, obwohl Festplatten üblicherweise nicht so lange im Einsatz sind.

Diese physikalischen Vorgänge sind vom Material, der Temperatur, dem Herstellungsverfahren und den Bindemitteln abhängig. Damit ist die superparamagnetische Grenze keine feste physikalische Größe. Sie wurde bislang durch bessere Materialien und hochwertigere Herstellungsverfahren immer wieder weiter hinausgeschoben.

So hat IBM im Jahr 1999 den Dichterekord von zunächst 20 Gbit/in² in nur fünf Monaten um 75 Prozent auf 35 Gbit/in² hochgeschraubt. Bei dieser Dichte passen rund 50 GByte auf eine Platter. Der Grund dafür ist die Verwendung einer verbesserten Metalllegierung auf einem Glassubstrat.

IBM erwartete damals, dass dieses Material in nur 18 Monaten (das wäre Mitte 2001 gewesen) produktionsreif sein könnte. Besonders wichtig ist dabei, dass die thermische Stabilität der kleineren magnetischen Zellen bei der höheren Dichte zu- und nicht abgenommen hat. Inzwischen sind Festplatten mit 80 GByte pro Platter erhältlich.