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Quantensprünge bei Festplatten
Festplatte als Langzeitgedächtnis
Die Festplatte ist das Langzeitgedächtnis Ihres Rechners. Man schätzt, dass Festplatten Daten bis zu 50 Jahre verlustfrei speichern können - falls die Platten so lange durchhalten. Die erste Festplatte, die so aufgebaut war, wie wir sie heute kennen, wurde 1956 von IBM auf den Markt gebracht.
Funktionweise
Die Prinzipielle Funktion der Festplatte ähnelt der des Tonbandgeräts: ein Schreib-/Lesekopf überträgt durch abgestimmte Stromimpulse Informationen in binärer Form dauerhaft auf die Magnetschicht einer Trägerplatte. Diese Informationen können jederzeit wieder ausgelesen werden. Binär heißt, dass die beiden Zustände “Strom fließt” durch eine “1” und “Strom fließt nicht” durch eine “0” dargestellt werden. Genauer: Die Ausrichtung der Magnetteilchen im Trägersubstrat (Nord-Süd bzw. Süd-Nord) repräsentiert die binäre 0 oder 1.
Der Schreib-/Lesekopf darf dabei nicht mit dem Magnetsubstrat in Berührung kommen. Das wäre fatal - er würde in Sekundenbruchteilen durch die enorme Reibungshitze verdampfen! Aus diesem Grunde sollte die Festplatte keinen heftigen Erschütterungen ausgesetzt werden.
Der IDE-Anschluss nähert sich inzwischen seinem technischen Ende und wird nach und nach durch den SATA-Standard ersetzt. SATA macht auch Schluss mit der ewigen Frage nach der Jumperung der Platte als “Master” oder “Slave”. SATA erkennt automatisch, welche Platte dominiert.
Neueste Trends und Techniken
Perpendikulares Speicherprinzip
“Perpendikular” heißt, dass die Speichermagnete nicht horizontal, sondern vertikal angeordnet sind.
Eine “virtuelle Spiegelung” sorgt dafür, dass das Ladungspotential, welches sich unterhalb der Platte, also relativ weit entfernt vom Schreib-Lesekopf befindet, korrekt ausgelesen werden kann.
Patterned Media Technology
“Der “Superparamagnetische Effekt” stellt eine ernste Herausforderung dar, um die Speicherdichte und die Speichergröße von Festplatten zu erhöhen.
Eine der vielversprechendsten Methoden, die Speichergrenzen zu umgehen, ist, das Prinzip “Patterned Media” (”gemustertes Substrat”) anzuwenden. Konventionelle Festplatten nutzen einen dünnen Magnetfilm, der aus einer zufälligen Anordnung von nanometergroßen Teilchen besteht, die sich als unabhängige Magneten verhalten. Jedes gespeicherte Bit besteht aus vielen dieser Magnetteilchen.
Bei “Patterned Media” dagegen (rechte Seite der Grafik) präsentiert sich die Aufzeichnungsschicht als geordnete Struktur von sehr einheitlichen “Speicherinseln”. Jede dieser Inseln kann dabei ein individuelles Bit abspeichern”.
Originaltext Hitachi
Übersetzung des Verfassers
Holografische Speicherung
Darunter versteht man die 3-D-Speicherung in einem geeigneten Substrat. Erste Tests mit Lithium-Niob-Trioxid als Trägermateriel wurden abgeschlossen. Auch mit Tesarollen ist experimentiert worden. Die Information wurde mit Laserstrahlen in das Trägermaterial eingraviert. Forscher schätzen die Speicherdichte auf 10 GB für eine Tesarolle und >10 TB (Terabyte, 1000 GB) für eine zukünftige 3-D-CD.
(Stand dieser Information: 08/2003)
Allerdings wurde die 1-TB-Grenze bei konventionellen Festplatten schon 2005 durchbrochen. Daran erkennt man, wie schnell die Entwicklung zuweilen verläuft. Meist erfolgt die Entwicklung nicht linear, sondern in Sprüngen. Auf zukünftige Entwicklungen darf man gespannt sein!
Erste Terabyte-Festplatte auf dem Markt!
Für eine kleine Sensation sorgte die erste Terabyte-Festplatte von HITACHI, die “Deskstar 7K 1000”. Erstmals nähert sich dieses Speichermedium der 1-Terabyte-Größe (1 Terabyte [TB] = 1.000 GB).
Ermöglicht wurde dieser Quantensprung (die 1-Gigabyte-Grenze wurde erst 1998 überschritten) durch Entwicklung und Umsetzung des “Perpendikularen Speicherprinzips” (näheres hier).
Hitachi begründet die Entwicklung interessanterweise mit dem Hinweis, dass das HDTV-Fernsehen und die wesentlich bessere Auflösung (mehr Bildpunkte) erhöhte Anforderungen an die Speicherkapazität stellten.
Der Preis pro Gigabyte (1024 MB) Speicherplatz liegt aktuell (05/2009) bei bescheidenen 7 Cent.
Hitachi Deskstar 7K1000: Erste 3,5-Zoll-Festplatte der Welt
mit einem Speichervolumen von 1 Terabyte (1.000 GB)
Erstaunlich schnelle Riesen-Festplatte ohne übermäßige Geräuschentwicklung.
Leistungsdaten
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Kapazität
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1.000 GB = 1 Terabyte
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Kapazität de facto
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931 GB
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Cache
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32 MB
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Abmessungen
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3,5 ‘’
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Schnittstelle
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SATA
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Drehzahl
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7.200 * 1/min
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Datenrate lesen
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69,4 MB/s
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Datenrate schreiben
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68,4 MB/s
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Zugriffszeit lesen
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14 ms
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Zugriffszeit schreiben
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6 ms
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Leistungsaufnahme
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8,9 Watt
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Geräuschentwicklung
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2,2 sone
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Preis Stand April 2007
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350 Euro
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Preis Stand 01/2009
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99 Euro
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Die Gel-Lagerung
Revolutionäres hat sich bei der Festplattenlagerung getan. Waren früher hochpräzise Kugellager Standard, die viel Reibung und damit Wärme erzeugten, so sind heute Gel- bzw. Moleküllager das Maß aller Dinge.
Die Zeiten der kreischenden Kreissägen und der festgefahrenen Kugellager sind vorbei.
Gelgelagerte Festplatten laufen sehr reibungsarm, erzeugen kaum noch Betriebsgeräusche - und halten deutlich länger! Die Hitachi Deskstar (1 TB) entwickelt im Dauerbetrieb nicht mehr als 38°C Abwärme.
DER SCHREIB-/LESEKOPF EINER FESTPLATTE ...
...hat, wie mir ein Techniker bei der CeBit Hannover auf Nachfrage einmal erläuterte, denselben Kräften standzuhalten, als wenn ein vollgetankter Jumbojet mit Schallgeschwindigkeit in 1 m Höhe über den flachen Boden rast!
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