Lange Rede, kurzer Sinn: Laut einer aktuellen Studie der International Data Corporation mit dem Titel „Das Datenzeitalter 2025„wird die globale Menge an gespeicherten digitalen Informationen ansteigen163 Zettabytebis 2025. Und noch verblüffender ist es, wenn man es mit 2016 vergleicht, als diese Zahl nur lag16 Zettabyte.Natürlich haben diese Zettabytes nichts mit den Musikalben zu tun, die Sie auf Ihrem Computer speichern, oder mit dem Ordner voller Bilder Ihres Hundes. Schuld daran ist Big Data: Große Unternehmen begannen, als sie sich für Daten als potenziell wirkungsvolles Marketinginstrument interessierten, damit, buchstäblich jede von einer Person im globalen Web durchgeführte Aktion aufzuzeichnen – in dem Versuch, das Verhalten potenzieller Kunden vorherzusagen und so ihre Zielgruppe besser zu verstehen. Damit wird die Situation durch aufstrebende Bereiche wie maschinelles Lernen und das Internet der Dinge verschärft: Milliarden von Geräten erzeugen jede Sekunde riesige Mengen an Informationen, sodass neuronale Netze immer mehr Daten für die Analyse und Verarbeitung benötigen. Letztendlich führt dies zu einer Verzehnfachung der Menge der gespeicherten Informationen und einer wachsenden Nachfrage nach Laufwerken mit größerer Kapazität. Aber dann stellt sich die Frage: Was ist, wenn wir nicht über die Technologien verfügen, die stark genug sind, um es zu speichern?
Schwachstellen der Festplatte
Seit der Entwicklung des ersten Festplattenlaufwerks wurde die Aufzeichnungsdichte der Laufwerke bis 2010 jedes Jahr verdoppelt – als sich ihr Wachstum zu verlangsamen begann, da sich die Perpendicular Magnetic Recording (PMR) ihrer theoretischen Grenze von 1 TB pro Quadratzoll näherte. Um es in großen Worten zu sagen: Die Begrenzung der PMR ist mit dem Einfluss des superparamagnetischen Effekts verbunden, wenn eine Verringerung der physikalischen Abmessungen magnetischer Domänen (eine magnetische Domäne kodiert 1 Bit an Informationen) in einem Ein ferromagnetischer Stoff mit einer bestimmten Koerzitivfeldstärke kann zu einer willkürlichen Änderung des magnetischen Moments solcher Domänen führen. Mit anderen Worten: Bei ausreichend kleinen magnetischen Domänen kann eine solche Festplatte willkürlich Informationen verlieren. Gleichzeitig ist die Kopplung einer schnellen CPU mit einem langsamen Speicher eine sichere Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit Ihres Computers zu halbieren: Während sein Prozessor Milliarden von Zyklen pro Sekunde verarbeiten kann, muss er viel Zeit damit verbringen, darauf zu warten, dass das Laufwerk die Daten weitergibt. Warum dauert der Prozess so lange? Denn die Platten müssen sich hochdrehen, während der Lese- und Schreibarm physisch den Weg zu den gesuchten Datensektoren finden muss. Vor diesem Hintergrund ist es kein Wunder, dass HDDs deutlich Punkte einzubüßen scheinen – während SSDs angesichts der rasant steigenden Leistungsgeschwindigkeiten und monströsen Speicherkapazitäten weiter an Fahrt gewinnen. Wenn also SSDs den Festplatten klar überlegen sind, warum gehören letztere dann nicht der Vergangenheit an?
MAMR: Die bahnbrechende Technologie
Irgendwann bemerkten die Ingenieure eine merkwürdige Besonderheit: Die Anwendung eines speziellen Feldes einer bestimmten Frequenz auf eine ferromagnetische Substanz führte dazuviel weniger Energie erforderlichum das magnetische Moment der Domäne zu ändern. Und so entstand die bahnbrechende Technologie der mikrowellenunterstützten magnetischen Aufzeichnung – abgekürzt als MAMR. Das magnetische Moment in Ferromagneten wird durch die intrinsischen Spins von Elementarteilchen in den Atomen einer Substanz bereitgestellt. Wenn die Spins der Teilchen innerhalb der magnetischen Domäne auf eine Seite „gelenkt“ werden, entsteht ein magnetisches Moment der Domäne, das mit dem Lesekopf ausgelesen werden kann. Das magnetische Moment kann sich in einem von zwei gerichteten Zuständen befinden, wodurch Informationen aufgezeichnet werden. Einfach ausgedrückt: Festplatten zeichnen Informationen auf winzigen Metallhärchen auf, die vom Lese- und Schreibkopf magnetisch umgedreht werden können (und so eine 1 oder 0 darstellen). Um die Speicherdichte zu erhöhen, haben die Hersteller versucht, die Größe dieser Haare zu verringern. Je kleiner sie jedoch werden, desto mehr Energie muss zum Umdrehen benötigt werden. Sobald der Kopf also anfängt, mehr Energie abzugeben, werden die Haare schwerer zu kontrollieren und es treten mehr Fehler auf. MAMR löst das Problem jedoch durch die Integration eines Spin-Torque-Oszillators in den Lese- und Schreibkopf, wodurch die Haare mehr Energie erhalten – und der Kopf sie somit leichter beeinflussen kann. Auf diese Weise veränderte die Erfindung die Tendenzen in der Branche: Im vierten Quartal 2019, nachdem das Gerät alle internen Tests bestanden hatte, stellte Western Digital eine 16-TB-Festplatte vor und erwähnte, dass auch mindestens 20 TB auf den Markt kommen werden 2020 und Bekanntgabe der Pläne dazuErhöhen Sie die Kapazitäten jedes Jahr um 4 TB.
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Price Per Gigabyte
Wie von der gesehenBackblaze-ForschungBasierend auf 75.000 zwischen 2009 und 2017 gekauften Festplatten ist die Preistabelle für Festplatten dramatisch gesunken. Allerdings sind die Kapazitätsoptionen immer noch konkurrenzfähig: Eine 10-TB-Festplatte kostet weniger$200(durchschnittlich 0,2 bis 0,3 Dollar pro Gigabyte) – während eine 4-TB-SSD Sie viel Geld kosten kann$400. Tatsache ist, dass es Fälle gibt, in denen Festplatten sicherlich gewinnen – etwa in der Preispolitik im Verhältnis zur Kapazität: Festplatten werden beispielsweise von denjenigen nachgefragt, die Massenspeicher für den Einsatz in ihrem Unternehmen suchen – wenn die Arbeitslast keine extreme Leistungsgeschwindigkeit erfordert, wären Festplattenlaufwerke die beste Wahl.
