Wie in vielen anderen Bereichen werden auch im Festplattenbereich ständig Verbesserungen vorgenommen, um sicherzustellen, dass die leistungsfähigsten Produkte verfügbar sind. Die jüngste Roadmap von Western Digital zeigt, wie schnell die Speicherkapazität von Festplatten im nächsten halben Jahrzehnt und über 2030 hinaus wachsen wird. Da die Datendichte weiter zunimmt, müssen neue Technologien eingesetzt werden, die mit der Zeit immer komplexer und teurer werden können, weshalb die Hersteller nach alternativen Lösungen suchen, um die Speicherkapazität auf nachhaltige und effiziente Weise zu erhöhen. Natürlich werden die Datenerfassung und das Auslesen von Daten immer komplexer und erfordern mit zunehmender Datendichte präzisere Speicherplatten und Lesegeräte.
Um beispielsweise Speicherkapazitäten von über 100 TB zu erreichen, wird eine neue Technologiegeneration namens HDMR (Heat Dot Magnetic Recording) benötigt, die bis zu 8 TB Daten auf einem Quadratzoll speichern kann - eine enorme Verbesserung gegenüber den derzeitigen 1,2-1,5 TB pro Quadratzoll. Natürlich wird dies Änderungen an den Datenspeicherplatten erfordern, einschließlich der Bit-Musterung durch Lithographie oder andere Methoden und Fortschritte bei den Lese-/Schreibköpfen - aber zunächst ein Blick darauf, wie wir diese Dichte in den kommenden Jahren erreichen können.
Derzeit sind die Datenspeicherplatten auf Festplatten, die gemeinhin als Festplattenplatters bezeichnet werden, mit einer körnigen magnetischen Beschichtung versehen. In diesem Fall sind die Körner nicht einheitlich, d. h. sie unterscheiden sich in Größe und Position sowie in ihrer Form, was dazu führt, dass die Bits und die sie enthaltenden Datenspuren nur begrenzt dicht nebeneinander angeordnet werden können. Um diese Bänder zuverlässig lesen zu können, sind zweidimensionale Leseköpfe erforderlich, die zwei Lesevorrichtungen enthalten. Die 10-Platten-Festplattenlaufwerke von Western Digital mit 24 TB Speicherkapazität und ePMR 2-Technologie haben derzeit eine Datendichte von 1,2 Tb/sq inch, während das 10-Platten-Festplattenlaufwerk von Seagate mit 30 TB Speicherkapazität und HAMR-Technologie und FePt-Datenspeicherschicht eine Datendichte von 1,5 Tb/sq inch aufweist. Mit dieser Methode der Kombination von HAMR und FePt ist es laut Seagete möglich, die Datendichte auf 4 oder sogar 6 TB/Quadratzoll zu erhöhen.
Bei 5 TB/Quadratzoll wird das Lesen und Beschreiben von Datenspeichern, die Granulat enthalten, schwierig, so dass geordnete Granulatmedien (OG) mit einheitlicher Korngröße und einer präzisen Anordnung der Granulate in wiederholbaren Abständen verwendet werden sollten. Auf diese Weise kann der Schreibkopf Datenbits in einem engeren Bereich mit weniger Rauschen schreiben. Das neue Magnetschichtdesign erfordert natürlich die Verwendung neuer magnetisierbarer Beschichtungen, um eine stabilere Lese- und Schreibleistung zu erzielen.
Natürlich wird diese magnetisierbare Oberfläche aus geordneten Körnern nur dazu beitragen, eine Datendichte von etwa 7 TB/Quadratzoll zu erreichen, und um 8 TB/Quadratzoll zu erreichen, wird eine Innovation erforderlich sein, wie z. B. Bitmustermedien, bei denen einzelne Bits durch Lithographie oder andere Mustertechniken physisch auf der Oberfläche der Disc geformt werden. Diese Methode wird sich von den heute verwendeten Technologien deutlich unterscheiden und kann zumindest anfangs teurer sein, bis ausreichende Mengen erreicht sind und kostengünstigere Methoden zur Senkung der Produktionskosten entwickelt werden können.
Natürlich werden BPM-Medien auch eine energieunterstützte Aufzeichnungstechnologie erfordern, die aus dem Bereich der HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording) kommt, auf die neuen Bedürfnisse zugeschnitten ist und HDMR (Heat Dot Magnetic Recording) heißen wird. Neben präzise strukturierten Speicherplatten wird natürlich auch ein Schreibkopf benötigt, der in der Lage ist, ein bestimmtes Bit mit ausreichender Leistung und Wärmeentwicklung in einen beschreibbaren Zustand zu bringen: zu viel Wärme auf der Oberfläche kann benachbarte Bits löschen/beschreiben, zu wenig Wärme kann zu einem fehlgeschlagenen Schreibvorgang führen.
Natürlich kommt HDMR nicht von allein, Western Digital plant seine Einführung im nächsten Jahrzehnt, und es wird hauptsächlich für Festplatten mit Speicherkapazitäten von mehr als 100 TB benötigt. In der jüngsten Roadmap des Unternehmens sind die OG-Medien, die auf der Roadmap für 2022 standen, nicht mehr enthalten - es ist möglich, dass sie diesen Schritt überspringen und direkt zu einer Technologie übergehen, die die besten Ergebnisse liefert und mit der sich die Datendichte über einen möglichst langen Zeitraum zuverlässig und stabil erhöhen lässt.
