IBM System Storage-Kompendium

Technologie-Anhang
keinem anderen tech nologischen Segment vom Steige­
rungsfaktor her jemals erzielt wurde.
Der dritte treibende Faktor 1991 war die Einführung neuer
Subsystemarchitekturen, der RAID­basierenden Systeme.
Die RAID-Architekturen leiteten den Schritt ein, von großen
Plattengrößen in kleinere Formfaktoren zu wechseln. Die
kleinen Platten hatten zwar nicht den vergleichbaren Zuverlässigkeitsfaktor
wie die großen braunen Platten, die sogenannten
SLEDs (Single Large Expensive Disk), wie sie am
Schluss ihrer Lebensperiode bezeichnet wurden, benötigten
diesen aber auch nicht, weil Laufwerkausfälle in einem Array
durch RAID abgesichert waren (siehe auch unter RAID).
Im Jahr 1990 integrierte IBM in die damals gefertigten 5,25­
und 3,5­Zoll­Laufwerke ein neues Encoding­Verfahren, das
als PRML Encoding bezeichnet wird und heute noch im
Einsatz ist. Partial Response/Maximum Likelyhood
(PRML) ist ein Schreibverfahren, um Daten möglichst platzsparend
auf magnetische Datenträger zu schreiben. Dazu
werden diese Daten vorher codiert. Durch diesen Trick
erhält man eine höhere Datendichte auf der Oberfläche
einer Festplatte. Dies geschieht vom Nutzer völlig unbemerkt
durch den Controller der Festplatte. Im Gegensatz zu
älteren Verfahren wie MFM (Modified Frequence Modulation)
werden beim Lesen des Datenträgers keine einzelnen
Magnetfeld­Umkehrungen im analogen Signalstrom identifiziert
und deren Abfolge als Sequenz von Daten­ und Synchronisierungsbits
interpretiert. Stattdessen wird das analoge
Signal in Abschnitte zerlegt, diese aufbereitet („Partial
Response“) und das Ergebnis mit vorgegebenen Mustern
verglichen, um das ähnlichste zu finden („Maximum Likelyhood“).
Jedes der vorgegebenen Muster steht für eine
Einführung von PRML-Kanälen in IBM Platten
Platte Kapazität
Redwing 0681
Feb. 1990
Corsair 0663
Sep. 1991
Allicat 0664
Nov. 1992
Spitfire 0662
März 1993
Starfire-Reihe
0667/0668
Nov. 1993
GB
Durchmesser
Zoll
Datenrate
MB/S
bestimmte Bitfolge. PRML erlaubt eine 30 – 40 % höhere
Datendichte als MFM. PRML wird heute noch bei modernen
Festplatten eingesetzt, aber mehr und mehr von EPRML
(Enhanced) verdrängt, das wegen seiner verbesserten
Algorithmen und Signalverarbeitung 20 bis 70 % höhere
Datendichten ermöglicht.
PRML wurde 1990 erstmals für Platten der Systeme IBM
RS/6000 und AS/400 eingesetzt, weiterentwickelt und
danach auch bei damals vorrangig gefertigten 3,5­Zoll­Laufwerken
aller IBM Produktreihen genutzt, ebenso in vielen
Folgeprodukten. Entwickelt wurde das Verfahren im IBM
Labor in Rüschlikon bei Zürich.
Ein Beispiel: Wurden herkömmlich etwa 800– 900 durchma­
gnetisierte Grains benötigt, um eine stabile Informationseinheit
abzubilden, konnte durch das PRML­Verfahren im Laufe
der Jahre die Anzahl der Grains auf 200– 250 reduziert werden,
d. h. vierfach höhere Kapazitäten.
Die kapazitiven Auswirkungen von PRML sah man vor allem
von 1995 bis 1997, wo sich die Kapazitäten der damals produzierten
3,5­Zoll­Laufwerke innerhalb von 12 bis 15 Monaten
verdreifachten.
1997 wurde als Weiterentwicklung der MR­Köpfe die GMR-
Technologie, die giant­magnetoresistance Lesekopftechnik,
einge führt, die vor allem das Auslesen von kleinsten Streu­
feldern erlaubte. Den GMR-Effekt entdeckten Ende der
1980er­Jahre unabhängig voneinander Peter Grünberg an
der KFA in Jülich und Albert Fert an der Universität Paris­
Süd. Bei beiden Entdeckungen wurden extrem niedrige
Temperaturen und starke magnetische Felder zur Erzeu­
Aufzeichnung
Dichte Mb/sq“
Kopftype
Plattenart
232 1952 – 1961 1962 – 1974 1975 – 1993 1994 – 1998 1999 – 2005 2006 – 2010 Software Anhang
PRML
0.857 5¼ 3 63 MIG Dünnfilm 1. Gen.
1.0/1.2 3½ 3 132 MR Dünnfilm 1. Gen.
2.0 3½ 5.2 264 MR Dünnfilm 2. Gen
1.0 3½ 5.2 354 MR Dünnfilm 2. Gen
1.0 – 5.2 3½ 12.2 564 MR Dünnfilm 3. Gen