Die 100-TB-Festplatte steht fest

In den nächsten Jahren ist laut dem Branchenverband ASTC mit einem rasanten Anstieg der Festplattenkapazitäten zu rechnen. Derzeit können Festplatten maximal zehn Terabyte Daten speichern. In zehn Jahren dürfte sich die Speicherdichte verzehnfachen. Der Branchenverband «Advanced Storage Technology Consortium» (ASTC) hat aus den Erkenntnissen seiner Vertreter eine Roadmap skizziert, welche aufzeigt, wie künftige HDD-Technologien die Speicherkapazität beeinflussen werden. 

Bis anhin nehmen nur die mit Helium gefüllten 3,5-Zoll-Laufwerke von HGST ein Datenvolumen von 10 TB auf, weil durch die geringe Dichte des Heliums mehr Platters (Magnetscheiben) ins Medium passen und Rotationen bei Schreib- und Lesevorgängen besser ausbalanciert werden.

Der letzte grosse Durchbruch bezüglich Datendichte war das PMR genannte Verfahren, das sogenannte «Perpendicular Magnetic Recording»: Vor 2010 speicherten die HDDs Daten noch in Längsrichtung auf das Speichermedium, die Speichergrösse war dabei abhängig von der magnetischen Partikelgrösse.

Beim Perpendicular-Recording, das bei den meisten HDDs heutzutage zum Einsatz kommt, werden Magnetpartikel senkrecht auf die Festplattenoberfläche ausgerichtet, was zu einer wesentlichen Steigerung der Kapazität führt, weil der magnetische Fluss tiefer in die einzelnen Schichten eindringen kann.

Hersteller wie Seagate setzen schon auf das Shingled Magnetic Recording (SMR), bei welchem, grob vereinfacht ausgedrückt, die Aufzeichnungsdichte der Datenspuren durch eine ziegelsteinartige Anordnung nochmals drastisch erhöht werden kann. Das Aufzeichnungsverfahren ist jedoch bei SMR noch beim Alten geblieben. Dieses Verfahren klassifiziert das ASTC als «PMR+» in der Roadmap-Grafik (s. oben).

Einig ist man sich unter Experten jetzt schon, dass spätestens ab 2017 eine neue Aufzeichnungstechnologie die Kapazität der SMR-Laufwerke nochmals drastisch erhöhen werde. Die Rede ist vom sogenannten «Heat Assisted Magnetic Recording» (HAMR): Beim HAMR kommt ein zusätzlicher Laser zum Einsatz, der die Oberfläche vor der Magnetisierung durch den Schreib-/Lesekopf erhitzt, wodurch nur die wichtigsten Punkte der Partikel gespeichert werden. Denn, um eine grössere Datendichte zu erreichen, müssen auch die Speicherpartikel verkleinert werden, zumal die magnetische Flussdichte naturbedingt ihre Grenzen kennt. Erste HAMR-Platten gibt es schon seit 2013, beispielsweise von Western Digital.  

Sicher ist sich der ASTC-Verband, dass HAMR bis zum Jahr 2021 die Standard-Technik bleiben wird. Erst gegen 2021 wird man wieder bei der physischen Beschaffenheit der Platters ansetzen müssen. Dafür sorge dann die Technologie «Bit Patterned Media» (BPM). Der kostenaufwendige Prozess BPM fordert von der Industrie einen neuen Ansatz zur Reduktion der magnetischen Schichten: nämlich die Reduktion auf 1-Bit-Grösse (mit je einem magnetischen Punkt und je einem Punkt «Leerraum»). Die Platters werden dadurch in ihrer Struktur und im Spurensystem nicht mehr veränderlich. 

Gegen 2021 sollen dann BPM und HAMR zum Standard «BPMR» verschmelzen. Mit einer Aufzeichnungsdichte von 10 Terabit pro Quadratzoll sollen schon gegen 2025 Festplatten mit 100 TB Kapazität Realität werden.