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Seagate kündigt Festplatten mit Shingled Magnetic Recording für 2014 an

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Schon länger stagniert die Speicherkapazität bei Festplatten. Mehr als 4 Terabyte bei 3,5"-Laufwerken und 2 TByte bei 2,5"-Platten scheinen mit der heutigen Aufzeichnungstechnik namens Perpendicular Magnetic Recording (PMR) nicht mehr möglich, weil sich weder die Schreib-/Leseeinheiten noch die Datenspuren weiter verkleinern lassen. Neue Aufzeichnungstechniken wie Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) sind ein Ausweg aus der Sackgasse, die Umstellung aber langwierig, aufwendig und teuer. Von den für 2013 versprochenen Platten mit Heliumfüllung ist auch noch nichts zu sehen.

Um Festplatten weiter kostengünstig produzieren, aber trotzdem bald größere Speicherkapazitäten anbieten zu können, hat sich Seagate nun für einen Zwischenschritt entschieden: 2014 wollen die Kalifornier die erste Festplatte mit Shingled Magnetic Recording (SMR) auf den Markt bringen. In der ersten Generation soll die Aufzeichungsdichte damit um 25 Prozent gesteigert werden. 5-TByte-Festplatten im 3,5-Zoll-Format mit vier Magnetscheiben rücken in Reichweite. Bis 2020 sollen 20 TByte pro Laufwerk erreicht werden.

Schreibkopf bei überlappend geschriebenen Daten

(Bild: Seagate)

Erzielt wird die höhere Aufzeichnungsdichte bei SMR, indem der Abstand zwischen den Spuren weiter verkleinert wird. Ähnlich wie Dachschindeln – deshalb der Name Shingle (englisch für Schindel) – überlappen sich die Spuren teilweise, wodurch sich mehr Daten auf denselben Platz schreiben lassen. Da das Leseelement am Festplattenkopf kleiner als das Schreibelement ist, können diese Daten auch weiterhin problemlos gelesen werden, ohne laut Seagate Abstriche bei der Datenintegrität oder der Zuverlässigkeit machen zu müssen.

Beim Schreiben hat die Technik aber gravierende Nachteile: Nur wenn die Platte komplett leer ist und Daten sequenziell eingehen, kann die Platte sie wie gehabt in einem Rutsch schreiben. Sollen dagegen bereits vorhandene Informationen aktualisiert werden, müssen bei SMR-Platten nicht nur die entsprechenden Daten korrigiert werden, sondern auch sämtliche Daten der folgenden Spuren, die dann später erneut geschrieben werden müssen. Vor allem bei verteilten Schreibzugriffen macht sich diese Bremse bemerkbar.

Bandstruktur bei Shingled Magnetic Recording

(Bild: Seagate)

Damit die Festplatte das Neuschreiben von Spuren nicht bis zum Ende der Festplatte durchführen muss, gruppiert Seagate mehrere Spuren in sogenannten Bändern, um die Überlappungen zu stoppen. Zur Änderung eines Sektors muss dann nur noch ein komplettes Band und nicht die gesamte Platte neu geschrieben werden.

Aus technischer Sicht erinnert das an eine Solid-State Disk (SSD) aus NAND-Flash-Speicherchips, die Daten ebenfalls nur blockweise löschen beziehungsweise überschreiben können. Mechanismen wie eine laufwerksinterne Garbage Collection, Trim-Funktion oder spezielle Dateisysteme können diesen Nachteil mildern – deshalb wird auch bei SMR-Platten über entsprechende Maßnahmen zur Optimierung der Performance nachgedacht (PDF-Datei).

Seagate plant, die SMR-Architektur verschiedener Baureihen von SMR-Disks an den jeweils gedachtem Anwendungszweck anzupassen. Das macht deutlich, dass SMR-Festplatten herkömmliche Festplatten nicht ohne Weiteres ersetzen können – im Gegenteil: Für bestimmte, etwa schreibintensive Anwendungen sind SMR-Platten möglicherweise ungeeignet. Gestern gab Seagate erstmals bekannt, die Platten schon millionenfach an (Test-)Kunden auszuliefern. (boi)

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