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c't magazin für computer technik 24/2013 - since

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Know-how I MassenspeicherSMR-Piatten in externen Gehäusen. Ob damitnur die erwähnten Cold-Storage-Speichersystemeoder auch USB-Festplatten gemeintsind, ist unklar. Sollte Letzteres der Fall sein,steht eines der neuartigen Laufwerke vielleichtschon bei Ihnen auf dem Schreibtisch.Anfang 2014 will Seagate SMR-Piattenauch offiziell in internen SATA-Versionen inden Einzelhandel bringen. Im ersten Schrittsind 5-TByte-Laufwerke mit vier Magnetscheibengeplant. Weil in typischen Pe-Anwendungenverteilte Schreibzugriffe seltensind, sollen sie sich laut Seagate im PC-AIItagwie aktuelle Non-Shingled-Laufwerke verhalten.Ob das der Fall ist, werden wir möglichstbald nachprüfen.Perpendicular Magnetic RecordingBeim aktuell verwendeten PerpendicularMagnetic Recording (PMR) lassen sich dieDaten enger packen, weil die Magnetpartikelsenkrecht zur Magnetscheibe ausgerichtetwerden. Der Hauptpol des Schreibelements istschmaler, um das Magnetfeld besserfokussieren zu können. Eine Zusatzschicht ­genannt Soft Underlayer (SUL) - unterhalb derSpeicherschicht verstärkt das Magnetfeld undleitet den Induktionsfl uss zum Joch.Mit HitzeDie Erhöhung der Spurdichte wie bei ShingledMagnetic Recording ist zwar ein probatesMittel, die Speichermenge zu erhöhen,Geschwindigkeitsvorteile ergeben sich abererst, wenn auch die Bitdichte steigt. Damitdas gelingt, sind jedoch neue magnetischeTrägermaterialien notwendig, die auch beigeringerer Partikelgröße die Magnetisierungnoch aufrechterhalten können. DerzeitigePerpendicular-Piatten schreiben aufVierfach­Legierungenn die unter anderem Kobalt, Platinund Eisen (CoPtFe) enthalten. Die Partikelhaben aktuell einen Durchmesser von 8 Nanometernund eine Länge von 1 S Nanometern.Um ein Bit zu speichern, muss man mindestens15 solcher Partikel magnetisieren.Eine Verkleinerung der Bits gelingt hierkaum noch, weil sie dann ihre ferromagnetischenEigenschaften verlieren und superparamagnetischwerden. Das heißt, die thermischeEnergie liegt über der magnetischenund zerstört die Ordnung der Domänen unddamit die Bits. Die Anzahl der Partikel lässtsich auch nicht mehr mindern, weil sich dannihr Signal mit dem Umgebungsrauschen derNachbarbits vermischt - der Schreib-/Lesekopfkann dann nicht mehr unterscheiden, ober es mit einer 0 oder 1 zu tun hat. Ein Auswegaus diesem Trilemma scheinen Eisen-Platin­Legierungen (FePt) zu sein, die Bits auch dannthermisch stabil halten, wenn sie nur nochzwei oder drei Nanometer groß sind.Die Crux: Während die thermische Stabilitätvon Material mit höherer Anisotropie zursicheren Datenspeicherung einerseits erwünschtist, bereitet sie leider Probleme,wenn man die Magnetisierung bewusst ändernwill. Dafür braucht man dann sehr starkeMagnetfelder, die konventionelle Schreibköpfevon Festplatten ohne Hilfe nicht erzeugenkönnen. Beim Heat-Assisted MagneticRecording (HAMR) behilft man sich deshalbmit einem Mini-Laser, der in den Schreibkopfeingearbeitet wird. Dieser erhitzt vor demSchreibvorgang kurzzeitig das Speichermediumpunktuell in einem Bereich von wenigenNanometern auf Werte nahe der Curie­Temperatur. Damit sinkt die zum Schreibenbenötigte Feldstärke, sodass der Schreibkopfdie Magnetisierung der Bits ändern kann.Nach Abschluss des Schreibvorganges kühltMagnetisierungsrichtungdas Speichermedium ab und das geschriebeneBit-Muster ..friert" aufgrund der höherenAnisotropie gewissermaßen ein.Im Labor testet man auch noch andereMethoden, um das magnetische Material zu..lockern". Anstelle eines Lasers kommt dazubeim Microwave-Assisted Magnetic Recording(MAMR) ein Spin-Torque-Oszillator zumEinsatz, der Mikrowellen aussendet. Forscheraus Oregon experimentieren für Acoustic­Assisted Magnetic Recording (AAMR) auchmit Ultraschall. Während beides momentanaber noch Zukunftsmusik ist, konnte Seagateschon vergangenes Jahr mit Hilfe von lasergestütztemHAMR 1 TBit pro Quadratzoll demonstrieren- das entspricht fast der doppeltenDatendichte aktueller Platten. Auf derElektronikmesse Ceatec führte der Herstellerkürzlich dann auch einen Prototyp derÖffentlichkeit vor und stellte in Aussicht. dieTechnik als Erstes in 2,5"-Server-Festplattenmit 10 000 U/min einsetzen zu wollen.Vielleichtstoßen diese dann mit sequenziellenTransferraten von 400 MByte/s oder dann inBereich aktueller SATA-6G-SSDs vor.HAMR-Festplatten (gesprochen .,Hammer")könnten ab 201 5 oder 2016 die Nachfolgevon PMR-Piatten antreten. Man erwartetzunächst 3,5"-Laufwerke mit bis zu6 TByte sowie 2,5"-Piatten mit 2 TByte inniedrigen Bauhöhen mit wenigen Magnetscheiben.Bis die Technik marktreif ist, sindaber wohl noch einige Nüsse zu knacken:Eine entscheidende Frage ist etwa, wiegenau eine (optische) Hitzequelle in denschon jetzt sehr komplexen Herstellungsprozesseines Schreib/Lesekopfes zu integrierenund kostengünstig im großen Maßstab herzustellenist. Nach derzeitigem Stand glaubt<strong>c't</strong> <strong>2013</strong>, Heft <strong>24</strong>175

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