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Diese neuen Festplattentechnologien sollten Sie kennen

Neue Disk-Technologien wie MAMR und HAMR können Festplattenlaufwerke in einem sich entwickelnden Sekundärspeichermarkt wettbewerbsfähig halten und neue Leistungsspitzen offerieren.

Festplattenlaufwerke können von einigen als veraltet angesehen werden, aber moderne HDD-Technologien haben bedeutende Fortschritte bei der Erhöhung der Speicherkapazität und Geschwindigkeit gemacht. SSDs, Cloud-basierter Speicher und softwaredefinierte Speicher haben in den letzten Jahren vielleicht Schlagzeilen gemacht, aber Festplatten sind nach wie vor relevant.

Dank einiger neuer Entwicklungen werden HDD-Technologien auf dem Sekundärspeichermarkt immer wettbewerbsfähiger. Energieunterstützte Technologien, die auch als energieunterstützte magnetische Aufzeichnung (Energy-Assisted Magnetic Recording, EAMR) bezeichnet werden, ermöglichen es den Herstellern, die Dichte und Kapazität von HDDs zu erhöhen, ohne zusätzliche Platten in die Festplatte einbauen zu müssen.

Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR) und Heat-Assisted Magentic Recording (HAMR) finden auf dem Speichermarkt große Beachtung, aber sie sind nur zwei der Technologien, mit denen Sie vertraut sein sollten. EAMR-Technologien wie die Shingled und die Perpendicular Magnetic Recording (SMR und PMR) haben den Weg für eine erhöhte HDD-Kapazität geebnet.

Perpendicular Magnetic Recording (PMR)

PMR ist auch als konventionelle magnetische Aufzeichnung bekannt. Sie wurde 1976 erstmals untersucht, kam aber erst 2005 auf den Markt. Sie ist für bedeutende Entwicklungen bei der Bandkapazität verantwortlich, und sie ist eine der HDD-Technologien, die den Weg für EAMR-Plattenlaufwerke ebnete.

Bei der herkömmlichen HDD-Technologie wurden die Bits horizontal zum Plattenteller ausgerichtet, während sie bei der PMR-Technologie vertikal ausgerichtet wurden. Diese Entwicklung erhöhte die Flächendichte - Gigabit Daten pro Quadratzoll - der Festplattenspeicher, ohne weitere Platten im Laufwerk hinzuzufügen.

Shingled Magnetic Recording (SMR)

Bei der Aufzeichnungsart SMR überlappen sich die Datenspuren teilweise wie Schindeln auf einem Dach. Dieses Design ermöglicht es, mehr Daten auf jede Platte zu schreiben. Vor der SMR-Technologie liefen die Datenspuren auf HDDs so nahe beieinander wie möglich, ohne sich zu berühren, was die Erhöhung der Laufwerkskapazität erschwerte. SMR übertrifft diese Beschränkung, indem die Daten sequentiell und überlappend auf die Spuren geschrieben werden, was die Dichte erhöht.

Die SMR-Leistung kann mit zufälligen Schreibvorgängen und der Modifizierung von vorab geschriebenen Daten inkonsistent sein, weshalb sie sich besser für lange, sequentielle Schreibvorgänge eignet. Dadurch eignet sich SMR gut für Backup und Archivierung.

Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR)

HAMR-Festplatten erhöhen die Kapazität von HDDs durch Erwärmung des Speichermediums auf der Platte während des Schreibvorgangs. Durch die Erwärmung wird die Platte für die magnetische Aufzeichnung empfänglicher und kann mehr Daten in kleineren Bereichen der Platte speichern.

Seagate Technology hat bis Ende 2020 20 TB HAMR-Festplatten versprochen, aber die Fortschritte bei der HAMR-Technologie waren nur langsam. Seagate beschäftigt sich seit 2002 mit HAMR-Festplatten. HAMR umfasst einen komplexen Herstellungsprozess. Zusammen mit den Kosten für die Implementierung der Injektionslaser, die die Platte erwärmen, ist das Aufheizen und schnelle Abkühlen der Platten ein heikler Vorgang.

Abbildung 1: Verschiedene Anbieter wie Western Digital bieten Festplatten, die die Technologie des Energy-Assisted Magnetic Recoding verwenden.
Abbildung 1: Verschiedene Anbieter wie Western Digital bieten Festplatten, die die Technologie des Energy-Assisted Magnetic Recoding verwenden.

Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR)

MAMR sorgt für Aufsehen in der modernen Datenspeicherung. Die großen HDD-Anbieter Seagate, Toshiba und Western Digital haben die MAMR-Technologie zusammen mit HAMR erforscht. MAMR wird von den Anbietern als zuverlässiger als HAMR angesehen, da es nicht den gleichen Erwärmungsprozess und den gleichen Einsatz von Lasern erfordert. MAMR-Laufwerke funktionieren ähnlich wie die PMR-Technologie und erfordern ähnliche Platten wie die in PMR-Laufwerken. Wenn ein Anbieter PMR-Laufwerke herstellt, müsste er minimale Fertigungsänderungen vornehmen, um auf MAMR umzuschwenken.

MAMR-Laufwerke erfordern einen Spin-Torque-Oszillator, der in der Nähe des Schreibpols ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Dieser Ansatz ermöglicht das Schreiben mit einem niedrigeren Magnetfeld und einer höheren Laufwerkdichte. Wie bei HAMR haben die HDD-Anbieter keine vollständigen MAMR-HDD-Technologien eingesetzt. Western Digital hat EAMR-Laufwerke herausgebracht, die Aspekte von MAMR enthalten.

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