ASTC: Roadmap für 100-TByte-Festplatten steht fest

Mit einer Verzehnfachung der Kapazität von Festplatten rechnet das "Advanced Storage Technology Consortium" (ASTC) bis zum Jahr 2025. Das geht aus einer kommentarlos veröffentlichten Roadmap-Grafik des Gremiums hervor. Darin ist die derzeitige Datendichte auf den Magnetscheiben mit knapp 1 Terabit pro Quadratzoll angegeben, in zehn Jahren sollen sich 10 Terabit erreichen lassen.

Aktuell speichern die größten Festplatten im 3,5-Zoll-Format 10 Terabyte. Die Laufwerke der Serie Ultrastar He6 Helioseal von HGST erreichen das mit herkömmlichen Techniken, sind aber mit Helium statt Luft gefüllt. Das reduziert unter anderem die Scherkräfte und Strömungseffekte, so dass sich mehr Magnetscheiben (Platters) in das Laufwerk einbauen lassen. Ausgehend von dieser Größe bedeutet eine Verzehnfachung der Datendichte auf den Platters, dass in zehn Jahren die ersten Festplatten mit 100 Terabyte zur Verfügung stehen könnten.

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Roadmap für Festplatten der nächsten zehn Jahre (Bild: ASTC)

Schon die aktuellen He6-Platten von HGST setzen auf "Shingled Magnetic Recording" (SMR), was die neue Roadmap auch bis 2018 für moderate Kapazitätssteigerungen vorsieht. Beim SMR überlappen sich die einzelnen Spuren auf den Platters, die Speicherung erfolgt aber noch in dem Standardverfahren des "Perpendicular Magnetic Recording" (PMR), mit dem heute alle Festplatten arbeiten. Dabei werden die Magnetladungen senkrecht zur Platter ausgerichtet. PMR war der letzte große Durchbruch bei der Datendichte, zusammen mit SMR bezeichnet die ASTC das Verfahren als "PMR+".

Um noch mehr Informationen auf gleichem Raum zu speichern, ist laut der Roadmap ab 2017 das "Heat Assisted Magnetic Recording" (HAMR) nötig. Dabei werden die Punkte, an denen gespeichert werden soll, vor dem eigentlichen Schreibvorgang mit einem Laser erhitzt. Nur diese Punkte werden dann vom Schreib-/Lesekopf magnetisiert, auch wenn der Kopf viel größer als die erhitzte Fläche ist. Dadurch lässt sich die Datendichte drastisch steigern, erste Geräte gibt es seit 2013.

HAMR und BPM werden vereint

HAMR bleibt nach seiner Einführung eine Standardtechnik für Festplatten, ab 2021 soll es durch die "Bit Patterned Media" (BPM) ergänzt werden. Erstmals erhalten die Platters dann eine nicht veränderliche Struktur von Spuren und Sektoren, die bei der Herstellung fest angebracht wird. Bisher sind diese Aufteilungen in Form von Magnetladungen vorhanden. Dazu hatte Hitachi schon 2007 die Verwendung einer Plasmonenantenne vorgeschlagen.

Zusammen mit den gemusterten Medien und HAMR ergibt sich der Roadmap zufolge ein neuer Begriff namens "Heated-Dot Magnetic Recording" (HDMR), der ab 2021 zum Standard werden soll. Die Patterned Media ohne HAMR, die zeitgleich erscheinen sollen, sind also wohl nur eine Übergangstechnik. Mit HDMR ergeben sich, wie zuvor mit HAMR alleine, wieder lineare Kapazitätssteigerungen - aber in einer viel steileren Kurve, als es jahrelang mit PMR möglich war.

All das ist nicht nur die Vision von Marktforschern, sondern der Beschluss des größten Industriekonsortiums für Festplatten, der ASTC. Sie ist unter dem Dach der IDEMA organisiert, in der sich alle Hersteller der Laufwerke und deren Zulieferer versammelt haben. An den neuen Technologien BPM und HAMR forschen alle Festplattenanbieter schon seit vielen Jahren. Fujitsu hatte bereits 2007 einen Prototyp mit gemusterten Medien gebaut, und HAMR-Festplatten schlug Seagate sogar schon 2002 vor. Da sich alle betroffenen Unternehmen nun auf beide Techniken geeinigt haben, dürfte die Entwicklung schneller als in den vergangenen Jahren voranschreiten, wo sich die Kapazität der für große Datenmengen immer noch unverzichtbaren magnetischen Festplatten nur langsam steigerte.