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Technik-Trends 2021: So kommen Festplatten zu noch mehr Kapazität

13.02.2021 | 08:03 Uhr | Ines Walke-Chomjakov

Egal, ob für 4K-Videos, Cloudinhalte, den Livestream des neuesten Action-Shooters oder als Infrastruktur für das Smart Home – aktuelle Anwendungen erfordern immer neue Speichertechnologien, die hinsichtlich Kapazität, Geschwindigkeit und Verlässlichkeit mithalten können.

Auch 2021 bleibt die Magnetfestplatte im Server-Bereich wichtig und durchbricht dank HAMR-Technik bisherige Kapazitätsgrenzen. Flashspeicher bekommt noch mehr Schichten und kann als M.2-SSD den PCIe-4.0-Anschluss besser ausnutzen.

Auch 2021 gehen die Plattenkapazitäten weiter nach oben: bei SSDs durch mehr Schichten, bei HDDs dank höherer Datendichte.

HDD-Technik: Auch wenn in Notebooks und Desktops klassische Magnetfestplatten nur noch selten zum Einsatz kommen, sind HDDs in Rechenzentren weiterhin das Speichermedium der Wahl. Zwei Verfahren, um die Kapazitäten weiter in die Höhe zu treiben, stehen dabei in Konkurrenz: Microwave-Assisted Magnetic Recording – kurz: MAMR – wird von WD und Toshiba vorangetrieben, während Seagate auf Heat-Assisted Magnetic Recording – HAMR – setzt. Ziel ist stets eine höhere Datendichte ohne Stabilitätsverlust und Geschwindigkeitseinbußen beim Lesen und Schreiben.

Erste HDDs mit HAMR-Technik hat Seagate schon lange versprochen. Ende 2020 ist nun das erste Exemplar mit 20 TB Kapazität auf den Markt gekommen. Bei der Exos X20+ sitzen die im Vergleich zu herkömmlichen HDDs deutlich kleineren Datenbits dichter als je zuvor auf dem sehr harten Träger. Damit sich Daten stabil schreiben lassen, erhitzt eine Laserdiode am Schreibkopf das Material und hilft so dabei, die Polarität schnell und präzise zu ändern. Der Hersteller schätzt, dass sich die Datendichte durch HAMR im optimalen Fall verfünffachen lässt. Bis 2026 will Seagate die Kapazität auf 50 TB erhöhen.

Seagate setzt bei HDDs auf HAMR-Technik. Hier sorgt eine Laserdiode am Schreibkopf für eine präzise magnetische Ausrichtung der Bits. So lässt sich die Dichte und damit die Kapazität erhöhen, ohne an Stabilität einzubüßen.
Vergrößern Seagate setzt bei HDDs auf HAMR-Technik. Hier sorgt eine Laserdiode am Schreibkopf für eine präzise magnetische Ausrichtung der Bits. So lässt sich die Dichte und damit die Kapazität erhöhen, ohne an Stabilität einzubüßen.
© Seagate

Flashspeicher: Auch hier geht es weiter um höhere Kapazitäten auf möglichst geringem Raum. Dass dafür der Bedarf ungebrochen hoch ist, lässt sich am Beispiel des US-Speicherherstellers Micron zeigen. Das Unternehmen kündigt mit der fünften Generation die nächste Stufe des eigenen 3D-Nand-Flashspeichers an. Statt der bisher maximal möglichen 128 übereinander gestapelten Zellschichten erreicht das Unternehmen nun 176 Layer. Die weiterentwickelte Architektur bringt nicht nur die Kapazitäten von Flashspeichern zu neuen Höhen, sondern verspricht auch eine flottere Geschwindigkeit bei der Datenübertragung. 

Dazu verwendet Micron sogenannte „Replacement Gates“ (RG) der zweiten Generation, ein Material, das besser als Silizium leitet. Da die einzelne Schicht sehr dünn ausfällt, kommt der 176-Layer-Chip auf etwa dieselbe Höhe wie eine Variante mit 64 Schichten. Der Hersteller spricht von rund 30 Prozent kleinerem Die im Vergleich zu einem Pendant mit 96 Layern sowie von einer um 35 Prozent reduzierten Lese- und Schreiblatenz. Bei der neuen Flashvariante handelt es sich um TLC (Triple Level Cell) mit drei Bits pro Speicherzelle. Die Serienfertigung läuft bereits, erste SSD-Modelle befinden sich bei Partnern sowie der Unternehmenstochter Crucial. Marktreife Produkte für die Industrie und Endkunden sollen im Laufe dieses Jahres erscheinen.

Micron stapelt beim 3D-NAND-Speicher nun 176 Schichten übereinander – ein neuer Rekord.
Vergrößern Micron stapelt beim 3D-NAND-Speicher nun 176 Schichten übereinander – ein neuer Rekord.
© Micron

M.2-SSDs: Dass PCIe 4.0 als derzeit schnellste Schnittstellen-Variante für NVMe-SSDs auch bei Produkten für Endkunden richtig Fahrt aufnimmt, zeigen verschiedene Ankündigungen des letzten Jahres. Für Aufsehen sorgte Samsung mit der 980 Pro : Die SSD im M.2- Kartenformat schraubt dank herstellereigenen Flashspeichern und selbst entwickeltem Controller die Datenraten der 1-TB-Variante auf 7 GByte pro Sekunde im Lesen und 5 GByte pro Sekunde im Schreiben. Damit kann sie im Vergleich zu SSDs mit PCIe-3.0-Anschluss das Transfertempo nahezu verdoppeln.

In diesen Geschwindigkeitssphären wird sich Samsung in diesem Jahr nicht allein bewegen. Ein erstes Zeichen setzt der US-Hersteller Sabrent mit der Rocket 4 Plus . Nach eigenen Angaben soll das 1-TB-Modell mit 6,85 GByte pro Sekunde sogar noch schneller schreiben als Samsungs 980 Pro. Das Tempoplus realisiert Sabrent dank einer Kombination aus TCL-NAND-Speicher und dem aktuellen Controller Phison PS5018-E18. Er ist eine Neuentwicklung und damit direkt auf PCIe 4.0 zugeschnitten. Auf das Top-Tempo kommt die SSD allerdings nur, wenn sie alle vier PCIe-4.0-Lanes auch nutzen kann.

Lesetipp: So finden Sie die perfekte Festplatte oder SSD

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