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Geschrieben von Kees Jan Meerman
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Veröffentlicht am
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Min. Lesezeit 3 Min
Zusammenfassung: Aufstrebende Technologien wie HAMR, MAMR und heliumgefüllte Laufwerke bestimmen die Zukunft der Festplatten. Diese Technologien versprechen höhere Speicherkapazitäten, bessere Leistung und mehr Datensicherheit. Obwohl SSDs also mehr Geschwindigkeit und Stabilität bieten, sorgen diese Innovationen dafür, dass HDDs auch in den kommenden Jahren noch relevant bleiben werden.
Die Zukunft der Festplatten wurde durch die Entwicklung billigerer, schnellerer und zuverlässigerer Solid-State-Laufwerke (SSDs) in Frage gestellt. SSDs waren schon immer leistungsfähiger als HDDs, aber über weite Strecken des letzten Jahrzehnts waren sie sehr teuer in der Herstellung.
Diese Situation ändert sich jedoch schnell. Werfen Sie einen Blick auf diese Grafik aus einer Studie von WikiBon.
Der Auszug oben zeigt, dass SSDs bis 2026 billiger sein werden als Laufwerke. Wenn also die Speicherung auf Solid-State-Laufwerken unweigerlich billiger wird als die mechanische Speicherung, werden wir dann überhaupt noch Festplatten brauchen? Die Antwort ist, vielleicht überraschend, "definitiv".
Die mechanische Speicherung auf Laufwerken ist nicht nur ein Dauerbrenner, sondern wird sich noch erheblich verbessern. Dieser Artikel befasst sich mit den neuen Technologien, die die Zukunft des Laufwerks bestimmen werden.
Der Auszug oben zeigt, dass SSDs bis 2026 billiger sein werden als Laufwerke. Wenn also die Speicherung auf Solid-State-Laufwerken unweigerlich billiger wird als die mechanische Speicherung, werden wir dann überhaupt noch Festplatten brauchen? Die Antwort ist, vielleicht überraschend, "definitiv".
Die mechanische Speicherung auf Laufwerken ist nicht nur ein Dauerbrenner, sondern wird sich noch erheblich verbessern. Dieser Artikel befasst sich mit den neuen Technologien, die die Zukunft des Laufwerks bestimmen werden.
Inhaltsverzeichnis
Im Laufe dieses Artikels werden Sie die folgenden Dinge lernen:
- Die Grundlagen: Wie funktioniert ein Laufwerk?
- Die Geschichte der Festplattentechnologie
- Aufstrebende Technologien für Laufwerke: HAMR, MAMR und SMR
- Fortschrittliche Antriebstechnologien
- Mit Helium gefüllte Festplatten
- Ein Wort zur Wiederherstellung von Daten von Ihren Laufwerken
- FAQs
Und ohne Umschweife kommen wir gleich zur Sache.
Die Grundlagen: Wie funktioniert ein Laufwerk?
Ein Festplattenlaufwerk (HDD) ist ein Datenspeichergerät, das einen magnetischen Speicher zum Aufzeichnen und Abrufen digitaler Informationen verwendet.
Zu den Grundlagen der Funktionsweise eines Laufwerks gehören ein paar wichtige Komponenten: Platten, ein Lese-/Schreibkopf und ein sich drehender Motor.
Diese Scheiben drehen sich mit hoher Geschwindigkeit, typischerweise 5400 oder 7200 Umdrehungen pro Minute.
Lese-/Schreibköpfe, die an Antriebsarmen befestigt sind, schweben Nanometer über den Oberflächen der Discs. Während sich die Discs mit hoher Geschwindigkeit drehen, bewegt sich der Lese-/Schreibkopf über sie und liest oder schreibt Daten, indem er die magnetischen Kosten auf der Disc-Oberfläche verändert. Ein Schreibkopf verändert die elektromagnetischen Kosten und ein Lesekopf erkennt diese Veränderungen.
Dieses Verfahren ermöglicht es dem Laufwerk, große Datenmengen zu relativ geringen Kosten zu speichern.
Schauen wir uns nun an, wie sich die Laufwerkstechnologie in den letzten 50 bis 75 Jahren entwickelt hat.
Die Geschichte der Festplattentechnologie
Seit ihren Anfängen hat die Festplattentechnologie bedeutende Fortschritte gemacht. Die ersten Festplatten, die in den 1950er Jahren von IBM eingeführt wurden, waren große, sperrige Geräte, die Daten auf drei Meter breiten Magnetplatten speicherten.
Diese frühen Laufwerke hatten eine begrenzte Speicherkapazität; die ersten Modelle konnten nur einige Megabyte an Daten speichern.
Mit der Zeit ermöglichten Verbesserungen in der Elektromagnetismus-Technologie eine höhere Datendichte, was zur Entwicklung kleinerer und effizienterer Laufwerke führte.
In den 1980er Jahren wurden die Laufwerke für den Verbrauchermarkt zugänglicher und erreichten Speicherkapazitäten von mehreren hundert Megabyte. In den 1990er Jahren begann die Gigabyte-Ära, als die Laufwerke immer kleiner wurden, während ihre Speicherkapazität stieg.
Die 2000er Jahre markierten den Übergang zu Terabyte-Laufwerken, angetrieben von Fortschritten in der Lese-/Schreibtechnologie und der Speicherdichte.
In den letzten 75 Jahren wurden vier große Fortschritte erzielt.
Diese haben es möglich gemacht, dass Laufwerke mit geringer Kapazität, die früher so groß wie ein Zimmer waren, jetzt in Ihre Tasche passen und Terabytes fassen.
Diese vier Innovationen waren wie folgt:
- Miniaturisierung: Die Größe der Laufwerke schrumpfte von kühlschrankgroßen Einheiten auf die heute üblichen kompakten 3,5-Zoll- und 2,5-Zoll-Formfaktoren.
- Erhöhte Oberflächendichte: Die Datenmenge, die pro Quadratzoll Festplattenoberfläche gespeichert wird, ist exponentiell gestiegen, von etwa 2.000 Bits pro Quadratzoll im Jahr 1956 auf über 1 Billion Bits pro Quadratzoll in modernen Laufwerken.
- Riesenmagnetowiderstand (GMR): Die 1997 eingeführte GMR-Technologie ermöglichte viel kleinere und empfindlichere Leseköpfe, die eine höhere Datendichte ermöglichten.
- Perpendicular Magnetic Recording (PMR): PMR wurde 2006 branchenweit eingeführt und richtete die magnetischen Domänen vertikal aus, was die Speicherdichte deutlich erhöhte.
Nachdem wir nun einen Blick in die Vergangenheit geworfen haben, lassen Sie uns einen Blick auf die aktuellen Fortschritte bei der magnetischen Speicherung und die Zukunft der Laufwerkstechnologie werfen.
Aufstrebende Technologien für Laufwerke: HAMR, MAMR und SMR
Drei der vielversprechendsten Innovationen sind Heat Assisted Magnetic Recording (HAMR), Microwave Assisted Magnetic Recording (MAMR) und Shingled Magnetic Recording (SMR). Jede dieser Technologien zielt auf die wachsende Nachfrage nach höherer Datendichte und Zuverlässigkeit in zukünftigen Laufwerken ab.
2 MAMR: funktioniert durch die Erzeugung eines Mikrowellenfeldes, das das Schreiben von Daten auf die Disc unterstützt. Ein spezieller Oszillator wird verwendet, um ein Mikrowellenfeld zu erzeugen, das die magnetische Empfindlichkeit des Datenträgers ohne Erhitzung reduziert. Diese Technologie bietet eine ähnliche Steigerung der Datendichte wie HAMR, aber ohne die Notwendigkeit, die Oberfläche der Disc zu erhitzen. Es wird erwartet, dass MAMR-Laufwerke eine kostengünstigere Lösung zur Erhöhung der Kapazität von Festplattenlaufwerken darstellen und gleichzeitig mit den bestehenden Herstellungsverfahren kompatibel sind.
3 SMR: ordnet die Datenspuren auf dem Laufwerk dichter an, indem sie sich leicht überlappen, ähnlich wie die Schindeln auf einem Dach. Dadurch können mehr Daten auf demselben physischen Platz gespeichert werden. SMR ist eine effektive Methode zur Erhöhung der Speicherdichte, allerdings um den Preis einer leicht verringerten Schreibgeschwindigkeit, da die Spuren neu geschrieben werden müssen.
Dabei ging es um Speicher-"Protokolle", aber auch die physische Hardware der Laufwerke hat sich stark verbessert.
Im nächsten Abschnitt werfen wir einen Blick auf eine der wichtigsten Hardware-Verbesserungen: Fortschritte in der Laufwerkstechnologie.
Fortschrittliche Antriebstechnologien
Der Aktuatormotor ist die Komponente, die den "Auslegerarm" und damit die Lese-/Schreibköpfe über den/die rotierenden Plattenteller bewegt. Die neueste Entwicklung ist die Dual Actuator Technologie, bei der zwei unabhängige Antriebsarme zum gleichzeitigen Lesen und Schreiben von Daten verwendet werden. Dadurch können die Lese-/Schreibköpfe gleichzeitig auf verschiedene Teile des Laufwerks zugreifen, was den Datendurchsatz effektiv verdoppelt. In der Abbildung von Seagate unten sind die oberen 4 Arme die Leseköpfe und die unteren vier die Schreibköpfe.
Der andere Fortschritt ist die Erfindung eines praktikablen mehrstufigen Mikroaktuators. Damit können die Schreib-/Leseköpfe im Nanometerbereich positioniert werden, so dass die Hersteller die Spurendichte auf der sich drehenden Disc erhöhen können.
Die "Spurdichte" ist einfach die Anzahl der mikroskopisch kleinen "Rillen", die ein Plattenspieler hat. Je mehr Rillen (oder "Spuren"), desto mehr Daten kann ein Plattenteller zuverlässig speichern. Unten sehen Sie eine mikroskopische Ansicht eines mehrstufigen linearen Teleskop-Laufwerks. Ein sehr ähnlicher Typ wird in Laufwerken für Schallplatten verwendet.
Und der letzte große Fortschritt für die Zukunft der Laufwerke ist die Verwendung von Helium, die wir im nächsten Abschnitt besprechen werden.
Mit Helium gefüllte Festplatten
Mit Helium gefüllte Laufwerke stellen einen bedeutenden Fortschritt in der Zukunft der Festplatten dar. Durch das Ersetzen von Luft durch Helium im Laufwerksgehäuse haben die Hersteller mehrere Einschränkungen herkömmlicher Laufwerke überwunden.
Die geringere Dichte von Helium reduziert die Turbulenzen und den Luftwiderstand auf den sich drehenden Platten, wodurch dünnere Platten und mehr davon im gleichen Formfaktor möglich sind.
Mit Helium gefüllte Laufwerke arbeiten bei niedrigeren Temperaturen, was den Stromverbrauch senkt und die Zuverlässigkeit erhöht. Die Trägheit von Helium trägt auch dazu bei, Verunreinigungen (hauptsächlich Oxidation) zu vermeiden, was die Langlebigkeit des Laufwerks weiter erhöht.
Große Hersteller wie Seagate und Western Digital haben sich diese Technologie zu eigen gemacht und bieten jetzt mit Helium gefüllte Laufwerke mit einer Kapazität von über 20 TB an.
Von fortschrittlichen Aufnahmetechnologien wie HAMR und MAMR bis hin zu Designverbesserungen wie doppelten Aktuatoren und heliumgefüllten Gehäusen können wir sagen, dass es HDDs noch lange Zeit geben wird.
Ein Wort zur Wiederherstellung von Daten von Ihren Laufwerken
Obwohl sich die Laufwerkstechnologie ständig weiterentwickelt, lässt sich das Risiko eines Datenverlusts nie ganz ausschließen. Logische Fehler wie Dateibeschädigung, versehentliches Löschen oder Softwarefehlfunktionen sind häufige Ursachen für Datenverlust. In solchen Fällen können zuverlässige Tools wie die Stellar Datenrettungssoftware Ihnen helfen, Ihre Daten problemlos wiederherzustellen.
Bei schwerwiegenderen physischen Problemen - wie mechanischen Ausfällen, Schäden an der Festplatte oder Fehlfunktionen von Laserkomponenten in Laufwerken der nächsten Generation (z.B. solchen mit HAMR oder heliumgefüllten Designs) - benötigen Sie jedoch möglicherweise professionelle Hilfe. Wenn Ihr Laufwerk schwer beschädigt ist, kann Stellar Data Recovery Services Ihnen helfen. Wir sind darauf spezialisiert, Daten selbst aus den schwierigsten Fällen wiederherzustellen. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, und einer unserer Experten wird Ihre Situation beurteilen und Ihnen sagen, wie Sie Ihr Laufwerk sicher an unser Büro schicken können.
Damit ist dieser Artikel beendet. Wir hoffen, Sie haben ihn nützlich gefunden.
Häufig gestellte Fragen
Die Laufwerke werden wahrscheinlich auch in einem Jahrzehnt noch mit ihren SATA- und SAS-Schnittstellen kompatibel sein. Varianten mit höherer Kapazität und höherer Leistung werden jedoch wahrscheinlich die schnellere und zuverlässigere NVMe-Technologie verwenden, um ihren Durchsatz zu maximieren.
Einige fortschrittliche Laufwerke, z.B. solche, die HAMR verwenden oder mit Helium gefüllt sind, erfordern möglicherweise eine besondere Handhabung. Das liegt daran, dass sich in dem Laufwerk Laserkomponenten befinden, die schon durch kleine Stöße und Kratzer beschädigt werden können.
Wenn Sie sich zwischen einer SSD und einer modernen HDD entscheiden, sollten Sie Ihre spezifischen Bedürfnisse berücksichtigen: SSDs bieten eine überlegene Geschwindigkeit und Haltbarkeit für allgemeine Datenverarbeitungsaufgaben, während HDDs der nächsten Generation eine unübertroffene Speicherkapazität bieten und besser für umfangreiche Datenspeicheranwendungen geeignet sind.
Wie bei der Einführung von SSDs sind diese fortschrittlichen Technologien in erster Linie für Unternehmensprodukte gedacht. Aber wie bei den SSDs werden wir in den nächsten Jahren wahrscheinlich weitere Versionen dieser Technologien sehen.
