Western Digital will mit MAMR künftig 4 TByte pro Quadratzoll speichern

Western Digital hat auf einer Veranstaltung im Hauptsitz des Unternehmens im Silicon Valley die weltweit erste Festplatte mit Microwave-Assisted Magnetic Recording (MAMR) vorgestellt. Anwesend war dabei auch Professor Jimmy Zhu von der Carnegie Mellon University, der Erfinder der MAMR-Technologie. Mit ihr lässt sich die Speicherkapazität von Festplatten noch einmal erheblich steigern. Western Digital plant, die ersten MAMR HDDs 2019 ausliefern zu können.

An MAMR arbeitet Western Digital schon seit Jahren. Ziel ist es, damit Probleme zu überwinden, die bei anderen Technologien, insbesondere Heat-assisted Magnetic Recording (HAMR) hinsichtlich der Zuverlässigkeit bestehen. Allerdings ist es dem Unternehmen erst vor kurzem gelungen, einen Durchbruch bei Materialien und Prozessen zu erzielen, durch den nun an die Serienfertigung gedacht werden kann. MAMR biete nun die Zuverlässigkeit und sei zu Kosten produzierbar, um den Erwartungen der Betreiber von Rechenzentren zu entsprechen.

An HAMR wird in der Branche seit vielen Jahren gearbeitet. Allerdings ist es bislang nicht gelungen, die Kosten ausreichend zu reduzieren. Die wiederum sind durch die Komplexität des Prozesses bedingt. Bei der HAMR-Technologie muss ein Laser direkt vor dem Schreibkopf montiert werden. Mit ihm wird dann das Medium sehr rasch erhitzt, dass erst bei einer gewissen Temperatur (zwischen 400 und 700 Grad Celsius) eine ausreichend geringe Koerzivität aufweist, um beschreiben werden zu können. Kühlt das Medium dann wieder ab, nimmt die Koerzivität zu und macht Änderungen schwerer. Allerdings ist es bislang nicht zufriedenstellend gelungen, die Hitzeentwicklung auf einen ausreichen kleinen Bereich zu beschränken, um die erwartete, hohe Speicherdichte zu erreichen.

Western Digital geht derzeit davon aus, dass HAMR-Laufwerke in absehbarer Zeit nicht wirtschaftlich produzierbar sein werden. Das Unternehmen gibt die Bemühungen dahingehend zwar nicht ganz auf, schraubt sie aber auf ein Minimum zurück. Den Vorzug gibt es nun ganz klar MAMR.

MAMR und HAMR im Vergleich (Grafik: Western Digital)

Damit lassen sich nach Einschätzung des Herstellers künftig Flächendichte und Kostenreduzierung um durchschnittlich rund 15 Prozent pro Jahr verbessern. Dadurch verspricht MAMR bis 2025 Laufwerke mit 40 TByte Kapazität, bis 2030 sollen sich dann auf einer Festplatten sogar bis zu 100 TByte speichern lassen. Aktuell nehmen die größten, handelsüblichen Festplatten von Western Digital 14 TByte auf.

Laut Western Digital lässt sich schon demnächst mit MAMR eine wesentlich höhere Zuverlässigkeit der Festplatten erreichen, als mit HAMR. (Grafik: Western Digital)

Kern des nun in einem Vorserienprodukt erprobten Durchbruchs ist der „Spin Torque Oscillator“. Mit ihm wird laut Western Digital ein Mikrowellenfeld erzeugt wird, das die Datenspeicherung mit hoher Dichte erlaubt, ohne dass Kompromisse bei der Zuverlässigkeit gemacht werden müssen.

Der sogenante Spin Torque Oscillator in den Schreibköpfen ist eine Kerntechnologie, die nach Ansicht von Western Digital der MAMR-Technologie zum Durchbruch verhelfen wird (Grafik: Western Digital)

Die MAMR-Technologie nutzt aber auch bereits länger bekannte Technologien, etwa die HelioSeal-Technologie – also die Füllung der Laufwerke mit Helium – sowie Know-how bei der Positionierung und Fertigung der Schrieb-Leseköpfe. Mit der von Western Digital Micro Actuator genannten Technologie lassen sich Schreib-Leseköpfe exakt genug positionieren, um mit der hohen Speicherdichte umgehen zu können.

Bei der Fertigung von Aufzeichnungsköpfen setzt Western Digital auf einen „Damascene“ genannten Prozess, um die geringen Toleranzen und komplexen Strukturen zu erreichen. Der Damascene-Prozess ist eine wichtige Voraussetzung für die Einbettung des „Spin Torque Oscillator“, der wiederum für die Fertigung der MAMR-Köpfe erforderlich ist. Technische Details der zu seinem Ansatz und die Gründe für die Entscheidung auf MAMR zu setzen führt Western Digital auch in einem Technology Brief (PDF) aus.