[PLUS] Festplattenspeicher-Technologien bis 100 TB erklärt
PCGH-Plus: Neue Schreibtechnologien erhöhen stetig die Speicherdichte von Festplatten, wie kürzlich HAMR. Damit sind in Zukunft HDDs möglich, die eine Kapazität von 100 Terabyte und mehr aufweisen können. Der Artikel stammt aus PC Games Hardware 02/2019.
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Mehr Speicher mit Hitze
Magnetische Massenspeicher werden immer stärker als nicht-flüchtiges Speichermedium verdrängt. Die Konkurrenz am Horizont kommt ohne mechanisch bewegliche Teile aus und kann mit besseren Zugriffszeiten punkten. Die Rede ist natürlich von den Solid-State-Drives, die mittels Ladungsspeicherung Daten sichern und langsam das natürliche Habitat der Festplatte übernehmen.
Vor ziemlich genau 62 Jahren ging es mit der IBM 350 RAMAC los, die erste Festplatte, die ganze 3,75 Megabyte Speicher bereitstellen konnte: Dafür benötigte man 1956 einen 173 cm hohen Plattenstapel aus 50 magnetisierbaren Aluminiumscheiben. Solche Plattenspeicher sind auch noch 62 Jahre später im Einsatz, natürlich viel geringer dimensioniert und deutlich leistungsfähiger als damals, das Grundprinzip hat sich aber seither nicht wesentlich verändert. Durch neue Materialien und Herangehensweisen beim Schreiben konnte die Speicherdichte immer wieder erhöht werden, sodass auch noch in Zeiten von SSDs Festplatten weiterentwickelt werden und eine Daseinsberechtigung als Datengräber haben - denn sie bieten Kapazitäten zu erschwinglichen Preisen.
Der Grundaufbau
Prinzipiell werden Daten auf allen Festplatten über magnetische Zustände gesichert, die mittels unterschiedlicher Methoden auf einen magnetischen Plattenteller geschrieben werden. Gespeichert wird deshalb auf den Metallscheiben, die mit Hochgeschwindigkeit um eine Achse rotieren. Diese Scheiben bestehen meist aus einer Aluminium- oder Magnesium-Legierung, aus Glas oder Verbundstoffen - je nachdem welche Datendichten man erreichen möchte. Wichtig ist vor allem, dass die Materialien formstabil sind, eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen und nicht magnetisch sind.
Erst 2006 wurde LMR von PMR abgelöst. Noch 2018 soll HAMR kommen, welches dann mit Bit Patterend Media zu HDMR (Heat Dotted Magnetic Recording) wird.
Diese Metallplatten (engl. Platter) werden dann mit einer Eisenoxid- oder Kobalt-Schicht versehen, die die eigentliche Speicherung von Informationen erlaubt. In dieser Schicht sind winzige Partikel vorhanden, die in Körnern eine magnetische Polung annehmen und so Daten speichern können. Die beiden unterschiedlichen magnetischen Ausrichtungen entsprechen dabei den Einsen und Nullen binärer Daten. Prinzipiell könnte eine Speicherung von Information bereits jetzt erfolgen, aber in der Praxis wird dieser magnetisierbare Belag noch zusätzlich mit einem diamantähnlichen Kohlenstoff geschützt, um so nicht nur mechanische Beschädigungen durch den Lese- und Schreibkopf des Massensspeichers zu vermeiden, sondern auch die Kapazität der HDD zu erhöhen.
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Folgende Inhalte finden Sie im Artikel:
- LMR und PMR erklärt
- SMR - Shingled Magnetic Recording
- Heliumgefüllte Festplattengehäuse
- BPM - Bit Patterned Media
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