HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

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HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten (1)
Quelle: Seagate

Der Speicherhunger wächst immer weiter, ab voraussichtlich 2018 sollen mit der HAMR-Technologie HDDs deutlich mehr Datenspeicher bieten als bisher. Als größter Nachteil gelten jedoch die teils hohen Temperaturen, die diese Technik benötigt. Forscher des Helmholtz Zentrum Berlin stellten nun eine neues Verfahren vor, das für deutlich effizientere, kostengünstigere und vor allem kühlere HAMR-HDDs sorgen soll.

In den letzten Jahren stieg die Kapazität von Festplatten stetig an. Aktuell darf sich Samsung als Hersteller der größten SSD mit der PM1633a, die insgesamt 16 Terabyte bietet, bezeichnen. Die größte HDD hingegen, kommt von der Western Digital-Tochter HGST. Dank Helium-Füllung und Shingled-Magnetic-Recording (SMR), finden auf der HGST Ultrastar Archive Ha10 ganze 10 Terabyte an Daten Platz. Dennoch sind die möglichen Kapazitäten begrenzt. Das Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR) gilt bis dato als jenes Verfahren, welches diese Kapazitätsgrenzen aufbrechen und deutlich höhere Datendichten ermöglichen soll.

Bisher ist es dazu nötig, entsprechende nanometergroße Bereiche auf mehrere hundert Grad Celsius zu erhitzen, sodass sich diese nach Abkühlung entsprechend neu ausrichten lassen. Dabei kommt eine Legierung von Eisen und Platin zum Einsatz. Problematisch ist dabei jedoch vor allem die Ineffizienz, geringe Schnelligkeit, hohe Hitzeentwicklung und Kosten sowie ein langer, komplexer Herstellungsprozess. Forscher des Helmholtz Zentrums Berlin, haben nun ein neues Verfahren vorgestellt, welches diese negativen Faktoren ausmerzen und damit einhergehend auch die Kosten deutlich senken soll.

Statt wie bisher auf Eisen und Platin, setzt man nun auf Dysprosium und Kobalt, welche auf eine nanostrukturierte, wabenförmige Membran via Kathodenzerstäubung (sputtern) aufgetragen werden. Die durch die Membran gegebenen Nanoporen, wirken dabei stabilisierend für die magnetischen Domänen und schützen gleichzeitig vor externen Magnetfeldern. Der größte Vorteil jedoch ist die benötigte Hitze der wärmeunterstützten Datenspeicherung mit diesem Verfahren. Lediglich 80 Grad Celsius reichen aus, was gleichzeitig in einer deutlich höheren Geschwindigkeit, noch höheren Kapazitäten und einer vergleichsweise hohen Energieeffizienz resultieren soll.

Ob und wann diese Technik zum Einsatz kommt, steht noch in den Sternen. Aktuell arbeiten Festplatten-Hersteller bereits an HAMR-Speichern. Die ersten marktreifen Exemplare werden für 2018 erwartet.

Quellen: HZB, IEEE

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    • Kommentare (30)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von projectneo Software-Overclocker(in)
        AW: HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

        Zitat von weisserteufel
        Da muss ich dir teilweise widersprechen.
        Bei den meisten größerem Storagelösungen geht es vor allem auch um I/O. Dies kannst du mit den HDDs nur über Masse realisieren. Dafür brauchst du entsprechend Shelfs, Platz und Strom.
        Gerade große SSDs werden hier immer öfter eingesetzt, da die selbe I/O mit wesentlich weniger Platten realisiert werden kann.

        In 20 Jahren wird es sicherlich nur noch rudimentär drehende Platten geben. Spätestens in 10 Jahren reden wir nur noch über Flash.
        Selbst aktuell ist die Nachfrage an Flash-Storage sehr groß.
        Grundlegend hast du da recht, allerdings ist es in den aller Meisten Anwendungsszenarien so, dass bei 100TB Datenvolumen maximal 5-10 TB wirklich IO intensiv sind. Daher sind zumindest aktuell Hybrid SAN Lösungen die Beste Wahl.
        Diese vereinen hohe IO Leistung mit Kapazität, geringen Stromkosten, kleinen Höheneinheiten und deutlich geringeren Anschaffungskosten als All-Flash SANs. Die Software regelt dann die Hot-Blocks und Cold-Blocks oder du hast ein Hersteller, der das noch intelligenter macht. Damit sind alle Daten schnell (IOPS) die das auch müssen, Daten die wenig oder nur sequenziell angefasst werden brauchen nicht Flash-Beschleunigt sein.
        Wenn ich hingegen eine 100 TB Datenbank(en) habe die auch 100 TB mit voller IO Leistung braucht, dann komme ich nicht um ein All-Flash SAN drumrum. Das sind aber eher extreme Ausnahmen.
      • Von projectneo Software-Overclocker(in)
        AW: HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

        Zitat von weisserteufel
        Da muss ich dir teilweise widersprechen.
        Bei den meisten größerem Storagelösungen geht es vor allem auch um I/O. Dies kannst du mit den HDDs nur über Masse realisieren. Dafür brauchst du entsprechend Shelfs, Platz und Strom.
        Gerade große SSDs werden hier immer öfter eingesetzt, da die selbe I/O mit wesentlich weniger Platten realisiert werden kann.

        In 20 Jahren wird es sicherlich nur noch rudimentär drehende Platten geben. Spätestens in 10 Jahren reden wir nur noch über Flash.
        Selbst aktuell ist die Nachfrage an Flash-Storage sehr groß.
        Grundlegend hast du da recht, allerdings ist es in den aller Meisten Anwendungsszenarien so, dass bei 100TB Datenvolumen maximal 5-10 TB wirklich IO intensiv sind. Daher sind zumindest aktuell Hybrid SAN Lösungen die Beste Wahl.
        Diese vereinen hohe IO Leistung mit Kapazität, geringen Stromkosten, kleinen Höheneinheiten und deutlich geringeren Anschaffungskosten als All-Flash SANs. Die Software regelt dann die Hot-Blocks und Cold-Blocks oder du hast ein Hersteller, der das noch intelligenter macht. Damit sind alle Daten schnell (IOPS) die das auch müssen, Daten die wenig oder nur sequenziell angefasst werden brauchen nicht Flash-Beschleunigt sein.
        Wenn ich hingegen eine 100 TB Datenbank(en) habe die auch 100 TB mit voller IO Leistung braucht, dann komme ich nicht um ein All-Flash SAN drumrum. Das sind aber eher extreme Ausnahmen.
      • Von Kusanar BIOS-Overclocker(in)
        AW: HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

        Okay. Dann scheint das Mißverständnis bereits bei IronAngel zu bestehen. Dann mal ein dickes Sorry meinerseits, ich dachte das war als Antwort auf meinen ursprünglichen Beitrag gedacht
      • Von Pu244 Kokü-Junkie (m/w)
        AW: HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

        Zitat von Kusanar
        Du solltest vielleicht wirklich nochmal hochscrollen und nachlesen:

        Wie du siehst, ging es um SLC. Alles klar jetzt?
        Ich habe in dem Teil meines Kommentars aber nicht auf deinen Beitrag geantwortet, sondern auf diesen:

        Zitat von IronAngel
        gegen SSDs fürs Datengrab spricht noch der zu hohe Preis und der Stromverbrauch wäre bei 4 tb warscheinlich genauso hoch wie bei HDDs , vielleicht sogar noch höher. Das muss man sich einfach auf der Zunge zergehen lassen, für eine Samsung evo 1 Tb zahlt man ca 250 Euro x 4 sind wir bei 1000 Euro vs ca 150 Euro. Die kosten für eine HDD in dem Bereich sind so gesehen ein Witz und reicht fürs Datengrab völlig aus.
        Und da war nicht die Rede von "SLC" sondern von "SSD". Obendrein spricht er von der EVO, die definitiv keinen SLC Speicher hat.

        Nur weil in zwei Kommentaren hintereinander vom Stromverbrauch die Rede ist, muß das noch lange nicht bedeuten das beide zusammengehören: Du hast von "SLC vs TLC" geredet, er offenbar von "HDD vs SSD".
      • Von Kusanar BIOS-Overclocker(in)
        AW: HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

        Zitat von Pu244
        Eigentlich ging es um "SSDs fürs Datengrab" und nicht "SLC fürs Datengrab", somit war es allgemein auf SSDs bezogen und in Sachen Stromverbrauch falsch.
        Du solltest vielleicht wirklich nochmal hochscrollen und nachlesen:

        Zitat von Kusanar
        Heutige Datenmengen im Bereich von 500GB und mehr mit SLC zu realisieren ist total unwirtschaftlich und nicht gerade sinnvoll (nicht zuletzt in Bezug auf den Stromverbrauch).
        Wie du siehst, ging es um SLC. Alles klar jetzt?
      • Von bschicht86 Volt-Modder(in)
        AW: HDDs: Neues Verfahren ermöglicht effizientere, günstigere HAMR-Festplatten

        Zitat von Pu244
        Die Raptoren und alle 10k, 15k und 20k rpm HDDs, wurden nicht ohne Grund von den SSDs ausgerottet. Laut, schlucken viel Strom, schlecht zu kühlen, langsamer und erheblich höhere Zugriffszeiten.
        Meine Raptoren sind aber die großen (je 1TB) und sind leise und genauso leise kühl zu bekommen. Zudem waren sie deutlich billiger als gleichkapazitive SSD's. Von der Speed sind sie schnell genug für mich und wenn ich ein Spiel oder einen Film drauf habe, sollte die Zugriffszeit deutlich besser sein, als wenn ich sie auf einer "langsamen" HDD hätte.
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